Exactly solvable nonequilibrium Langevin relaxation of a trapped nanoparticle
在这项工作中，我们研究的非平衡统计性质的弛豫动力学的纳米粒子被困在一个谐波势。我们报告一个精确的时间依赖性的分析解决方案，所产生的随机微分方程的系统的能量在欠阻尼制度的朗之万动力学。利用这种随机热力学方法，我们能够完整地描述纳米颗粒与周围环境之间的热交换过程。作为我们的结果的一个重要后果，我们观察到的热交换波动定理（XFT）在我们的设置，它适用于系统任意远离平衡条件的有效性。通过扩展我们的结果的情况下，$N$ noninterating纳米粒子，我们进行分析渐近极限和直接的数值模拟，证实了我们的分析预测。
2016-10-21 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium coupled Brownian phase oscillators
研究了平衡态（高斯白噪声驱动）和非平衡态（对称二分涨落驱动）下的全局耦合相位振子模型。对于平衡系统，平均场状态方程具有简单的形式，并在序参量的全空间中考察了其解的稳定性。对于非平衡系统，各种渐近制度得到了一个封闭的分析形式。在一般情况下，相应的主方程数值求解。此外，蒙特卡罗模拟的耦合组的朗之万运动方程进行。给出了非平衡体系的相图。对于长时间的限制，我们发现了四种制度。其中三个可以由平均场论得到。其中之一，振荡制度，不能预测的平均场方法，并已检测到的蒙特卡罗数值实验。
2002-02-10 cond-mat.stat-mech
Upside/Downside statistical mechanics of nonequilibrium Brownian motion. II. Heat transfer and energy partitioning of a free particle
研究了在稳态条件下，由不同局部温度的多个热库驱动的布朗粒子在激活和弛豫过程中的能量分配。具体地说，我们应用在前一篇文章[G. T. Craven和A. Nitzan，J. Chem. Phys. 148，044101（2018）]，以检查布朗过程的两个子集合的热输运性质，在任何给定的时间，通过指定每个组中的所有轨迹在当时具有高于（向上）或低于（向下）预选能量阈值的能量来区分。动力学性质描述的能量积累和释放过程中的激活/弛豫事件和关系的上/下热库之间的能量分配。讨论了由上行和下行事件引起的热传输的影响。
2019-08-01 cond-mat.stat-mech
Characterization of nonequilibrium states of trapped Bose-Einstein condensates
通过数值求解非线性薛定谔方程，研究了囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中不同非平衡态的产生。通过摇动陷阱来诱导非平衡态，产生以下状态：弱非平衡态、涡芽状态、涡环状态、直涡线状态、变形涡状态、涡湍流、颗粒湍流和波湍流。通过引入有效温度、菲涅耳数和马赫数，提出了非平衡态的表征方法。
2018-04-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Mpemba effect for a Brownian particle trapped in a single well potential
通过精确解证明单阱势阱中布朗粒子在广泛参数下存在Mpemba效应，挑战了需多极小值能量景观的传统解释，并展示了逆和强Mpemba效应。
2023-05-11 cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting in underdamped Brownian motion
我们考虑一个单一的布朗粒子在一维介质中在一个恒定的温度在欠阻尼制度。我们随机重置布朗粒子的位置到一个固定的点在空间中的一个恒定的速率$r$，而它的速度的演变与粒子的位置和随机重置机制无关。研究了该模型系统位置分布的非平衡稳态。进一步研究了粒子在有限时间内的位置分布和非平衡稳态随时间的分布。数值模拟验证了分析结果。
2018-12-18 cond-mat.stat-mech
Hot Brownian Carriers in the Langevin Picture: Application to a simple model for the Gunn Effect in GaAs
我们考虑一个带电布朗气体，在外部的、静态的、均匀的电场和磁场的影响下，浸入一个均匀的浴温中。我们得到相关的朗之万方程的解决方案，此后的非平衡（热）稳定状态的非平衡温度的演变。我们将我们的结果应用到一个简单而相关的布朗模型在GaAs中的载流子输运。我们得到了一个负微分电导制度（耿氏效应），并讨论和比较我们的结果与实验结果。
2013-07-31 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium phase transitions in a Brownian $p$-state clock model
本文提出二维布朗$p$态时钟模型，数值发现$p>4$时存在三个相，临界相中磁化指数连续变化，无序相转变指数与平衡系统一致，有序相转变指数因粒子扩散偏离平衡值。
2023-12-28 cond-mat.stat-mech
Flow and structure in nonequilibrium Brownian many-body systems
本文提出了布朗多体系统集体流作用下非平衡结构形成的力的基本分类。内部单体力场被系统地分解为与空间结构和耦合运动相关的贡献。我们证明，这两个贡献可以直接在计算机模拟中获得，并提出了一个功率泛函理论，定量描述所有类型的力。我们的结论和方法是相关的惯性系统中的流动，如分子液体和颗粒介质。
2020-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Non-Ground-State Bose-Einstein Condensates of Trapped Atoms
提出了在非基态中产生囚禁原子玻色凝聚的可能性。这种非平衡玻色凝聚体的形成，首先要得到基态的常规玻色凝聚体，然后通过共振泵浦将凝聚原子转移到非基态。比较了基态和非基态的性质，并讨论了这种非平衡凝聚体的可能应用。
1997-12-05 cond-mat.stat-mech
Transport and bistable kinetics of a Brownian particle in a nonequilibrium environment
提出了一个系统库模型，其中关联库由外部有色随机力调制，研究了过阻尼布朗粒子在周期势场中的输运。然后，我们推导出的平均速度，流动性和扩散率的解析表达式。研究了过阻尼区的双稳态动力学和从亚稳态的逃逸率。通过数值模拟，我们证明了我们的解析逃逸率与数值结果是一致的。
2008-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colossal Brownian yet non-Gaussian diffusion in a periodic potential: impact of nonequilibrium noise amplitude statistics
去年在[Phys. Rev. E 102，042121（2020）]中，作者研究了非平衡噪声驱动的布朗粒子在空间周期势中的过阻尼动力学，并发现了一类新的布朗扩散，但非高斯扩散。粒子的均方位移随时间线性增长，粒子位置的概率密度为高斯分布，然而，对应的增量分布为非高斯分布。后一种性质导致扩散的巨大增强，显著超过了众所周知的巨扩散效应。在这里，我们大大扩展了上述预测，通过调查的影响，非平衡噪声振幅统计的巨大布朗，但非高斯扩散。振幅分布的尾部对扩散放大的幅度以及位置和增量统计的高斯性都有重要影响。我们的研究结果进行了深刻的后果扩散行为在非平衡设置，如活细胞中的扩散是一个中央运输机制。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamics induced by scattering forces for optically trapped nanoparticles in strongly inertial regimes
作为第一近似，作用在光学捕获粒子上的力通常被假设为保守的。在过阻尼液体环境中，非保守力的影响可以忽略不计。然而，其在欠阻尼状态下的影响仍未得到研究。在这里，我们实验研究的梯度和散射力的非线性动力学的被困粒子在各种气压的综合影响，导致显着的低频噪声过剩沿光轴和环形布朗涡旋的出现。我们的研究结果支持，通过数值模拟和理论模型，提供了基本的见解光镊的功能和调查非平衡稳态的存在下，非保守力的手段。
2019-04-09 cond-mat.stat-mech physics.optics
Adiabatic processes realized with a trapped Brownian particle
我们实验上实现了准静态绝热过程使用一个单一的光阱微球浸没在水中，其有效温度由外部随机电场控制。一个完整的能量表征绝热过程，保持无论是位置dispersion或完整的相空间体积。我们表明，只有在后一种情况下，交换的热量和粒子的熵的变化消失时，平均多次重复。给出了脉动热熵分布的解析表达式，并进行了实验验证。我们表明，热分布是不对称的任何非等温准静态过程。此外，在绝热过程中的系统熵变化的分布的形状显着依赖于被认为是用于计算系统熵的自由度的数量。
2014-09-26 cond-mat.stat-mech
Stationary superstatistics distributions of trapped run-and-tumble particles
我们提出了一个分析的运行和翻滚粒子被困在外部潜力的热泳势，出现时被困的主动运动被映射到被困被动布朗运动在一个虚构的不均匀的热浴的固定分布。我们详细说明的意义上的非玻尔兹曼-吉布斯平稳分布出现的结果，持续运动的活性粒子。这些平稳分布被解释为非平衡统计力学中的一类分布，称为超统计。我们的分析提供了一个原始的洞察力之间的联系的内在非平衡性质的主动运动和著名的概念，局部平衡用于非平衡统计力学，并有助于理解的有效温度的概念的有效性。特别感兴趣的情况下，关于特定的捕获潜力在其他理论或实验研究中使用，进行了讨论。我们指出，作为一个前所未有的效果，出现的新模式的固定分布的结果耦合的持续运动的捕获潜力，变化足够高的位置。
2019-01-31 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Ornstein-Zernike relation for Brownian many-body dynamics
本文导出了经典流体在经历过阻尼布朗运动并被驱离平衡时的动态Ornstein-Zernike方程。非均匀的两个时间关联函数得到的单体密度和电流相对于一个适当选择的外场的功能微分。泛函微积分自然地导出了两次微分方程的非马尔可夫运动方程。记忆功能被确定为一个空间和时间的非局部功率耗散功能的功能衍生物。我们提出了一个过剩（超过理想气体）耗散泛函，既产生模式耦合理论的两体相关性和扩展动力学密度泛函理论的单体领域，从而统一了两种方法。
2013-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Nonequilibrium Thermodynamic Approach to Generalized Statistics for Brownian Motion
我们分析了布朗气体与热浴接触的动力学，在热浴中发生大的温度波动。存在两个不同的时间尺度，一个描述温度波动的衰减，另一个与局部平衡的建立有关。虽然气体已经达到局部平衡，但在强烈的参数（温度）中存在大的波动，这打破了与热浴的热力学平衡。因此，强度参数波动的衰减大于局部平衡建立的特征时间。我们表明，这种大而密集的波动的动态可以通过采用非平衡态热力学方法与适当的制定当地平衡。粗化过程，然后使用收缩的介观变量的空间来描述气体的动力学和描述的广泛性丢失。这个过程使我们能够推导出一个有效的麦克斯韦-玻尔兹曼因子（EMBF）的布朗气体，最近已经提出的文献。此外，我们使用这个局部平衡分布和熵泛函导出的非平衡概率分布和流体动力学描述的布朗气体，其中包含波动的输运系数。随后的描述是nonextensive和我们的分析表明，粗粒化过程是负责nonextensivity属性。
2005-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superstatistics of Brownian motion: A comparative study
用符合Boltzmann-Gibbs统计的方法描述了布朗粒子气体在非平衡热浴中局部平衡时的温度涨落动力学。我们使用介观非平衡态热力学（MNET）推导出一个福克-普朗克方程的概率分布在相空间中，包括本地密集变量的波动。我们收缩的描述，以获得一个有效的概率分布（EPD）的质量密度，van Hove的功能和系统的动态结构因子。结果表明，在长时间内，EPD表现出与非广延统计力学（NESM）超统计分布相似的行为，这意味着粗粒化过程是造成非广延效应的原因。
2007-06-04 cond-mat.stat-mech
Diffusion coefficient of a Brownian particle in equilibrium and nonequilibrium: Einstein model and beyond
小颗粒的扩散在自然界中的许多过程中都无处不在。因此，它被广泛研究和运用在几乎所有的科学分支。它构成了这样一个广泛的，往往是相当复杂的主题的探索，我们选择在这里缩小我们的调查的情况下，扩散系数的布朗粒子，可以建模的框架内的朗之万动力学。我们的主要重点将集中在不同的物理系统的几个基本模型的扩散系数的温度依赖性。从爱因斯坦理论所支持的平衡扩散开始，我们考虑了一些远离自由布朗运动的物理情况，并以测量时间周期性驱动的布朗粒子在周期势中随机居住的非平衡扩散结束。对于后者的情况下，扩散系数表现出一个有趣的非单调依赖于温度。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The probability distribution of a trapped Brownian particle in plane shear flows
本文研究了一个过阻尼布朗粒子被简谐势捕获并同时暴露于线性剪切流或平面Poiffille流中的统计性质。其概率分布是通过相应的Smoluchowski方程，这是线性剪切流解析求解。在一个平面Poiffille流的情况下，解析近似的分布得到的扰动分析，并证实了数值结果。有一个很好的协议之间的两种方法的参数范围很广。
2010-11-05 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Nonequilibrium relaxation of a trapped particle in a near-critical Gaussian field
研究了与热涨落标量场线性耦合的探针粒子在谐振势作用下的非平衡弛豫动力学，为光阱胶体在接近其体临界点的流体中的运动提供了一个卡通形象.粒子的平均位置最初从机械平衡的位置位移显示功能长时间的代数尾场的临界点接近，其中的普适指数是确定在任意的空间维度。正如预期的那样，这种行为不能被绝热的方法，假设快速场弛豫捕获。定性的分析，微扰方法的预测证实了数值模拟。
2022-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multimode Brownian oscillators: Exact solutions to heat transport
本文针对多温度热库下的多模布朗振子非平衡热输运问题，提出一种代数方法以获得约化密度算符的精确时间局域运动方程，并数值验证了稳态热流结果，为开放量子系统非平衡统计力学提供了基础性工具。
2023-06-30 cond-mat.stat-mech
Approach to nonequilibrium: from anomalous to Brownian diffusion via non-Gaussianity
本研究分析布朗粒子在周期势与周期力驱动下的扩散，发现位移分布非高斯性（超额峰度非单调变化）与有限时间瞬态反常扩散相关，长期扩散为布朗但非高斯。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian motion: a case of temperature fluctuations
重新考虑了布朗粒子在温度为$T$的介质中的扩散过程。我们假设介质的温度在其平均值附近波动。得到了速度的概率分布。结果表明，定态不是麦克斯韦分布描述的热力学平衡态。相反，非平衡态是由温度波动产生的。
2004-06-29 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistics of harmonically trapped run-and-tumble particles: An exact convolution approach
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
该研究针对简谐势阱中耦合热浴的一维奔跑-翻滚粒子，通过奥恩斯坦-乌伦贝克传播子的卷积方法得到位置分布闭式解，修正了早期结果，明确了控制分布转变的无量纲参数，并量化了非平衡特性。
2026-08-25 cond-mat.stat-mech
Entropy production and time asymmetry in nonequilibrium fluctuations
实验研究了两个非平衡态系统中非平衡态涨落的时间反演对称性，即在一个匀速运动的阱中的布朗粒子和一个外加平均电流的电路.它们的非平衡涨落的动力学随机性用动力系统理论的单位时间标准熵和时间反演熵来描述。我们目前的实验结果表明，它们的差异等于在玻尔兹曼常数的单位的热力学熵产生。
2007-05-03 cond-mat.stat-mech
Total entropy production fluctuation theorems in a nonequilibrium time-periodic steady state
本文研究了在受驱动的非线性系统中布朗粒子的总熵产生。该系统表现出随机共振现象。我们表明，在时间周期稳定状态下，总熵产生的概率密度函数满足塞弗特的积分和详细的波动定理在有限的时间轨迹。
2008-12-29 cond-mat.stat-mech
Exact Nonequilibrium Work Generating Function for a Small Classical System
我们得到了精确的非平衡功母函数（NEWGF），一个小系统由一个大质量的布朗粒子连接到内部和外部弹簧。在有限的时间间隔内向系统提供外部功。Jarzynski等式（JE），在这种情况下，直接从NEWGF得到的，被证明是有效的本模型，在一个确切的方式，无论外部工作的速度。
2010-08-19 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium diffusion processes via non-Hermitian electromagnetic quantum mechanics with application to the statistics of entropy production in the Brownian gyrator
通过与标量势$V(\vec r)$和矢量势$\vec A(\vec r)$中的非厄米量子力学的对应，重新讨论了在$N$维的任意力场$\vec f(\vec r)$中的非平衡Fokker-Planck动力学.不可逆性的相关参数是$\frac{N(N-1)}{2}$磁矩阵元$B_{nm}(\vec x ) =-B_{mn} (\vec x ) = \partial_n A_m (\vec x ) - \partial_m A_n (\vec x )$，而探索矢量势$\vec A(\vec r) $的相应规范变换是有启发性的。这种量子解释对于研究随机轨道的所有时间可加观测量的统计更有成效，因为它们的生成函数对应于具有附加标量和/或矢量势的相同量子问题。我们的主要结论是，分析其大偏差的性质和相应的Doob条件过程的建设可以大大简化通过选择一个适当的规范为每一个目的。这个一般的框架，然后应用到特殊的时间添加剂的观测量的奥恩斯坦-乌伦贝克轨迹在维度$N$，其生成函数对应于量子传播涉及二次标量势和线性矢量势，即量子谐振子在恒定的磁性矩阵。作为简单的说明性例子，我们最后集中在布朗回转器的尺寸$N=2$，以计算其随机轨迹的熵产生的大偏差性质，并构造相应的条件过程具有给定的值的熵产生每单位时间。
2023-01-04 cond-mat.stat-mech
Colossal Brownian yet non-Gaussian diffusion induced by nonequilibrium noise
我们报告新的布朗，但非高斯扩散，其中粒子的均方位移随时间线性增长，粒子扩散的概率密度是高斯型的，但是，其位置增量的概率密度具有指数衰减的尾巴。在最近的作品在这方面，这种行为是不是一个空间或时间依赖性扩散的后果，但引起的外部非热噪声作用于粒子居住在一个周期性的潜力。在增量统计中指数尾的存在导致扩散的巨大增强，大大超过了以前研究的情况下已知的标签下的“巨人”扩散。这种巨大的扩散增强对广泛的首次到达问题产生了至关重要的影响，例如控制活细胞运输的扩散限制反应。
2020-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-negative Interfacial Tension in Phase-Separated Active Brownian Particles
本文提出了活性布朗粒子气液自由界面非平衡界面张力$γ_{\rm gl}$的微观理论。基本的平方梯度处理和分裂的力平衡的流量和结构的贡献是一般的，适用于非均匀的非平衡稳态。我们发现$γ_{\rm gl}\geq 0$，它反对Bialké等人的主张[Phys. Rev. Lett. $\bf{115}$，098301（2015）]，并提供了在主动布朗动力学多体模拟中广泛观察到的界面稳定性的理论依据。
2020-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Jarzynski Equality under Nonequilibrium Feedback Control
Jarzynski等式被推广到非平衡系统受反馈控制的情况。由于反馈而产生的新术语描述了通过测量获得的互信息内容和反馈控制的功效。我们的研究结果导致一个广义的波动耗散定理，反映了读出信息，并可以使用小的热力学系统进行实验测试。我们通过引入一个“信息棘轮”来说明我们的一般结果，它可以在一个方向上传输布朗粒子，并从粒子中提取正功。
2010-01-20 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamics and entropy production of a trapped colloidal particle in a complex nonreciprocal medium
本文研究了受剪切流驱动且处于非互易记忆介质中的陷俘Brownian粒子的二维运动，发现当剪切率超过临界值时系统会从稳态转变为非稳态并逃逸陷阱，且跨越稳定性阈值时熵产生率保持有限。
2024-04-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The role of non-conservative scattering forces and damping on Brownian particles in optical traps
我们考虑一个模型的粒子被困在一个谐波光学陷阱，但与一个非保守的辐射诱导力。该模型被称为正确地描述实验观察到的捕获粒子的统计范围广泛的物理参数，如温度和压力。从理论上分析了非保守力对粒子位置的稳态分布和功率谱的影响。我们计算微扰的概率分布所产生的非平衡稳定状态的所有动力学制度，欠阻尼过阻尼和相关的电流在相空间（位置和速度）的表达式。我们还给出了在所有动力学区域和任何非保守力值下被囚禁粒子位置的谱密度。签名的存在非保守力被证明是特别强的欠阻尼制度在低频率。
2018-12-21 cond-mat.stat-mech
Theory of Nonequilibrium Crystallization and the Phase Diagram of Active Brownian Spheres
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出了一种统计力学模型，用于描述活性布朗粒子的非平衡结晶现象，并构建了其完整的相图。
2024-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Phase Transitions into Absorbing States: Focused around the pair contact process with diffusion
具有吸收（俘获）态的系统可能会表现出从无噪声的非活性相到持续活性相的非平衡相变。本文简要回顾了吸收临界现象和普适类，并讨论了有扩散的对接触过程（PCPD）中有争议的问题。提出了两种不同的方法来澄清它的普适性问题，揭示了强有力的证据，PCPD属于一个新的普适类以外的定向渗流类。
2007-11-14 cond-mat.stat-mech
Entropy power functional theory for Brownian many-body dynamics
Universität Bayreuth（拜罗伊特大学）
研究一般时空非平衡下成对相互作用多体系统的过阻尼布朗动力学，提出变分方案，通过联合自由功率最小化原理确定相关物理量，内在自由功率泛函分熵率与能量率，源于通用熵超功率泛函，由两个连续性方程完善动力学描述。
2026-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field theory for trapped atomic gases
在这门课程中，我们将使用泛函方法，完整地介绍囚禁原子气体的量子场论。我们考虑平衡和非平衡现象。在平衡的情况下，我们首先推导出适当的Hartree-Fock理论的性质的气体在正常的阶段。然后，我们把我们的注意力在超流相的气体的性质，并提出了一个微观推导的Bogoliubov和Popov理论的玻色-爱因斯坦凝聚和Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的超导。前者适用于被俘获的玻色子气体，如铷、锂、钠和氢，后者特别适用于原子锂的费米同位素。在非平衡的情况下，我们讨论各种主题的场论方法是特别适合的，因为它们涉及的物理，不包含在格罗斯-Pitaevskii方程。例如量子动力学理论、玻色凝聚体的增长和坍缩、玻色超流体和费米子超流体的相动力学、玻色气体在临界温度以下的无碰撞集体模式。
1999-10-27 cond-mat.stat-mech
Observation of Relaxation Stages in a Nonequilibrium Closed Quantum System: Decaying Turbulence in a Trapped Superfluid
本研究观测到囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体衰减湍流弛豫的两个 distinct 阶段，即正、逆粒子级联，均可用波湍流理论的自相似解解释，为非平衡量子多体系统弛豫研究提供了重要见解。
2025-01-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Inertial Effects in Nonequilibrium Work Fluctuations by a Path Integral Approach
本文用路径积分方法讨论了有质量布朗粒子模型中使系统处于非平衡稳态的功涨落的惯性效应。我们计算了实验室和共动坐标系下的功分布函数，并证明了在任何初始条件下这些功的渐近涨落定理。在两个框架的工作波动之间的重要和可观察到的差异出现有限的时间，具体讨论了一个非平衡稳态的初始条件。我们还表明，对于有限次的时间振荡行为出现在质量大于非零临界值的工作分布函数。
2007-06-08 cond-mat.stat-mech
The thermohydrodynamical picture of a charged Brownian particle
研究了具有非均匀浴温的带电布朗气体，给出了一个热流体动力学图象。通过对碰撞时间的展开，探讨了局部平衡方法和相关物理变量的有效性。对于线性政权，我们提出了几个应用程序（包括一些新的结果）。对于最低的非线性膨胀和均匀浴温度，我们计算的梯度修正的局部平衡的方法和基本（Smoluchowsky）方程的非平衡粒子密度。
2000-12-11 cond-mat.stat-mech
Lack of an equation of state for the nonequilibrium chemical potential of gases of active particles in contact
本文讨论了充满两个被势能垒隔开的小室的无相互作用的活性粒子气体中的非平衡化学势的概念。不同类型的活性粒子被认为是：运行和翻滚的粒子，活性布朗粒子，和活性布朗粒子与随机重定向沿外场。在回顾了一维情况下的一些分析结果后，我们着重讨论了二维情况，并得到了上述三种活动粒子模型在快速重取向动力学极限下的密度分布的微扰表达式。从整个体系的定态概率分布出发计算接触非平衡体系的化学势--这与最近提出的接触非平衡体系化学势的一般定义是一致的--我们一般发现化学势缺少状态方程，在这个意义上，它取决于分隔隔间的势能势垒的详细形状，而不仅仅取决于与平衡不一致的整体性质。这种情况使人想起主动系统中机械压力的性质。我们还认为，麦克斯韦关系不再有效，不能用来推断非平衡化学势的机械压力的知识。
2018-12-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Brownian motion beyond the effective temperature
热平衡条件简化了波动的理论处理，如在著名的爱因斯坦的布朗运动的迁移率和扩散率之间的关系中发现的。最近的几个理论放宽了热平衡的假设，导致至少两个主要的情况。对于分离良好的时间尺度，如在老化的玻璃体系中，平衡涨落耗散定理适用于每个尺度，并具有其自己的“有效”温度。对于混合时间尺度，例如在活性或颗粒流体或湍流中，温度不再是明确定义的，波动的动力学性质完全显现，并且适用广义波动耗散定理（GFDT）。在这里，我们研究实验的混合时标制度，通过研究波动和线性响应的布朗运动的旋转入侵者沉浸在振动流化颗粒介质。增加填充分数，该系统从一个稀单时间尺度政权走向一个更密集的多时间尺度阶段。爱因斯坦的关系在前者中成立，在后者中被违反。这种违反不能用有效温度来解释，而GFDT能够将其归因于入侵者与周围流体之间的强耦合的出现。直接的实验测量证实了当密度增加时系统中空间相关性的发展。
2014-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic time asymmetry in nonequilibrium fluctuations
我们在这里提出了完整的分析实验驱动布朗运动和电噪声的$RC$电路，表明热力学熵的产生可以与这些非平衡系统的统计描述的时间反演对称性的破坏。对称性破缺可以用单位时间的动力学熵来表示，一个是前向过程的动力学熵，另一个是时间反演过程的动力学熵。这些单位时间的熵表征了动态随机性，即，时间无序，在时间序列的非平衡波动。它们之间的差异给出了著名的热力学熵产生，因此，它的起源是动力学随机性的时间不对称性，别名时间无序，在系统中被赶出平衡。
2007-11-27 cond-mat.stat-mech
Phase coexistence of active Brownian particles
我们研究运动诱导的相分离的活性布朗粒子，这是建模为纯粹的排斥球，由于一个恒定的游泳力与自由扩散的方向移动。本文在幂函数概念的基础上发展了非平衡相共存和界面结构的分析理论。理论预测验证布朗动力学计算机模拟。我们发现，内部的单体力场有四个非平衡的贡献：（i）各向同性阻力和（ii）界面阻力对向前运动，（iii）超绝热球压力梯度和（iv）安静的生活梯度力。内禀球面压力与自由界面极化产生的游动压力相平衡。由于密度分布的不均匀性，静生命力与绝热力相反。静态寿命和绝热力的平衡通过两个体态函数的相等性来确定体共存，这与界面贡献无关。内力场是依赖于密度和电流的运动泛函，但与外力和游动力无关，与幂函数理论一致。相变起源于非平衡排斥，与敏捷的气体是更排斥比安静的液体。
2019-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed motion and useful work from an isotropic nonequilibrium distribution
我们证明了一个经典粒子的气体被困在一个外部的非对称势进行准周期运动，如果它的初始速度分布的温度$T_{ne}$不同于平衡温度，$T_{eq}$。效果的大小由$T_{ne}-T_{eq}$的值确定，运动的方向由该表达式的符号确定。气体粒子的“加载”和“卸载”改变了它们的运动方向，从而产生了类似穿梭运动的可能性。该系统作为卡诺引擎工作，其中在非平衡分布的动力学部分和势部分之间的热流产生有用功。
2007-11-26 cond-mat.stat-mech
Using an ion trap with two temperature reservoirs to explore nonequilibrium physics
采用分子动力学模拟和基本统计力学相结合的方法，分析了不同温度下两种理想气体中囚禁离子的位置和速度分布。这种系统已在最近开发的MOTion陷阱体系结构中实现。该系统有可能作为在受控环境中研究非平衡统计力学的平台。作为例子，我们展示了一个非麦克斯韦玻尔兹曼速度离子分布的陷阱，崩溃的波动耗散定理，和位置速度排序，其中高速离子状态是在高势能点。我们提出实验来验证这些预测。
2015-10-22 cond-mat.stat-mech
Optimal tuning of a confined Brownian information engine
布朗信息引擎是通过利用关于浸入浴中的布朗粒子的状态的信息从单个热浴中提取机械功的装置。对于发动机，重要的是找到产生最大提取功或功率的最佳操作条件。有限周期布朗信息引擎$τ$的最优性条件由于其非平衡稳态难以找到而很少被研究。在这项研究中，我们介绍了一个模型的布朗信息引擎，并制定了一个分析的形式主义，其稳态分布的任何$τ$。我们发现，当$τ$接近无穷大时，每个发动机循环提取的功最大，而当$τ$接近零时，功率最大。
2015-12-22 cond-mat.stat-mech
The cost of speed: Time-optimal thermal control of trapped Brownian particles
Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Facultad de Educación, Economía y Tecnología de Ceuta（休达教育、经济与技术学院）；Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional（卡洛斯一世理论与计算物理研究所）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
该研究通过实验实现了热力学最优控制，揭示了在多维随机系统中，更快的平衡需要更大的熵产和热力学长度，展示了时间最优性和热力学成本之间的直接权衡。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effective diffusion of Brownian motion in spatially quasi-periodic noise
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究提出了一种统一处理周期性和准周期性系统中布朗运动有效扩散的框架，通过引入空间准周期噪声并检验不同随机解释，扩展了Lifson公式在非周期性势场中的适用性。
2026-01-21 cond-mat.stat-mech
Anomalous transport phenomenon of a charged Brownian particle under the thermal gradient and the magnetic field
受到非保守力（如作用于带电粒子的磁力和作用于活性粒子的手征自推进力）影响的非平衡系统的随机过程越来越受到人们的关注。本文研究了非相互作用布朗粒子在恒定磁场作用下的定态输运问题。我们证明了垂直于温度梯度和磁场的类能斯特定态密度流的存在性，这是由非守恒力和位置依赖温度的乘性噪声之间的复杂耦合引起的.
2021-12-14 cond-mat.stat-mech
Multiple dynamic transitions in nonequilibrium work fluctuations
研究了二维各向异性简谐势阱中扩散粒子在非保守漂移力作用下的含时功概率分布函数$P(W)$.我们发现，表征稀有事件概率的$P(W)$的指数尾部形状经历了一系列的动态过渡的时间。这些显着的锁定-解锁型转变的结果从一个复杂的相互作用之间的旋转模式引起的非保守力和各向异性衰减模式，由于保守的吸引力。我们期望大多数高维动力系统都能表现出类似的多重动力学跃迁。
2013-11-14 cond-mat.stat-mech
Microreversibility and driven Brownian motion with hydrodynamic long-time correlations
在布朗运动的流体力学理论中，建立了外力驱动下胶体粒子的非平衡涨落定理，描述了速度自相关函数的t^（-3/2）幂律衰减等流体力学记忆效应.对于颗粒和流体之间的滑移边界条件的一般情况，得到了广义朗之万方程。推导了粒子在位置-速度空间中演化的高斯概率分布。证明了尽管广义朗之万过程具有非马尔可夫性质，但正向路径和逆时路径的联合概率分布具有仅依赖于外力做功和流体温度的比值.
2019-03-28 cond-mat.stat-mech
Shortcuts to isothermality and nonequilibrium work relations
在传统的热力学中，人们普遍认为，系统的等温过程的实现需要准静态控制协议。本文提出并设计了一种实现从一个平衡态到另一个具有相同温度的平衡态的有限速率等温转变的策略，称为等温捷径。利用STI，我们意外地导出了三种非平衡功关系，包括自由能差与原系统势能平均功之间的恒等式，广义Jarzynski等式，以及不可逆功与总驱动时间之间的反比关系.我们数值证实了这三个关系，考虑运动的布朗粒子被困在一个谐波势和拖动的含时力。
2017-07-19 cond-mat.stat-mech
