Non-Equilibrium Statistical Physics Beyond the Ideal Heat Bath Approximation
非平衡统计物理学（NESP）的重要模型受到常用但经常未被识别的近平衡近似的限制。福克-普朗克方程和朗之万方程、爱因斯坦扩散模型和随机飞行扩散模型，以及生化网络的施纳肯伯格模型都假设波动是由于理想的平衡浴。但是，远离平衡，这个完美的洗澡概念并不成立。一个更有原则的方法应该从一个基本的动态模型中推导出利率波动，而不是假设一种特定的形式。在这里，使用最大口径的基本原则，我们得到修正NESP过程中的一个不完美的-但更现实的-环境，修正成为特别重要的系统驱动强烈远离平衡。除了通过其温度的单一平衡性质来表征热浴之外，浴的速度和大小还必须用于表征浴处理快速或大波动的能力。
2022-09-25 cond-mat.stat-mech
Heat fluctuations in an out of equilibrium bath
我们测量的能量波动的布朗粒子的光阱限制在一个老化的明胶后，非常快的淬火（小于1毫秒）。强烈的非平衡波动，由于组装的凝胶，解释，波动定理的框架内，作为一个热通量从粒子朝向浴。我们推导出，从一个简单的模型，热概率分布的解析表达式，它适合的实验数据，并满足类似的系统在不同温度下的两个浴接触的波动关系。
2011-04-11 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium fluctuation theorems in the presence of local heating
我们研究了两个非平衡工作波动定理，克鲁克斯定理和Jarzynski等式，为一个测试系统耦合到一个空间扩展的热库，其自由度明确建模。定理的有效性的充分条件进行了详细讨论，并比较经典的哈密顿动力学的情况下。当条件满足时，波动定理被证明是成立的，尽管事实上，测试系统的紧邻在一个不可逆的过程中失去平衡。我们还研究了耦合到热库上的$<\exp(-βW)>$收敛到其理论平均值的效果，其中$W$是对测试系统所做的工作，$β$是逆温度。结果表明，局部加热越大，辐合越慢。
2008-04-03 cond-mat.stat-mech
Fluctuations of the total entropy production in stochastic systems
在两个随机系统中实验研究了处于非平衡稳态的过剩热的波动：一个是具有外加平均电流的电路，另一个是由周期性力矩驱动的谐振子。在这两个线性系统中，我们研究了过剩热，它代表了平衡时的耗散热和平衡时的耗散热之间的差异。涨落定理适用于两个实验系统中的过剩热，适用于所有观测时间和所有涨落幅度。
2008-01-14 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Green's function formalism for radiative heat transfer
School of Physical Science and Technology, Tiangong University（天津工业大学物理科学与技术学院）；School of Electronic and Information Engineering, Tiangong University（天津工业大学电子与信息工程学院）
本文提出非平衡格林函数方法用于研究超越经典极限的辐射热传输，解决了非平衡条件下热传输的量子准确描述及非加性协同效应问题。
2026-03-27 cond-mat.stat-mech
Simplified Derivation of the Non-Equilibrium Probability Distribution
给出了经典非平衡系统形式上精确概率分布的一个简单而透明的推导。相应的随机，耗散运动方程也来自。
2014-05-06 cond-mat.stat-mech
Numerical examination of steady-state thermodynamics from the entropy connected to the excess heat
我们用数值方法确定了热传导状态的熵，它与被认为是非平衡态稳态热力学的基本量的所谓过剩热有关。我们采用一种有效的方法从裸热流中估算熵，发现所得熵与我们熟悉的局域平衡假设符合得很好。该方法比局部平衡方法具有更广泛的适用性，为比较复杂系统的热力学性质和局部平衡的热力学性质提供了可能。我们进一步研究了热传导态的熵，发现它既具有广延性又具有可加性;然而，这两种性质并不相互退化，与平衡态的熵不同。外延性和可加性的分离使得热力学方法难以应用。
2016-03-13 cond-mat.stat-mech
Getting More from Pushing Less: Negative Specific Heat and Conductivity in Non-equilibrium Steady States
对于熟悉平衡态统计力学的学生来说，正比热的概念与稳定性的概念密切相关，既直观合理，又可在数学上证明。然而，对于处于非平衡稳态的系统，耦合到一个以上的能量库（例如，热浴），负比热是完全可能的。在本文中，我们提出了一个显示这种现象的“最小”系统。由于与两个不同温度的热浴接触，当恒温器关闭时，该系统的（内部）能量可能会增加。在另一个上下文中，类似的现象是负导电性，其中电流可以通过减小驱动而增加（例如，外部电场）。这两个过程中的反直觉行为可以被描述为“从更少的推动中获得更多”。“还提出了这种现象的关键因素和”最低限度“系统所需的要素。
2001-08-29 cond-mat.stat-mech
Heat fluctuations in equilibrium
非平衡系统中热涨落的特征函数是一个大偏差函数，其对称性产生涨落定理。在平衡状态下，大偏差函数消失，热涨落有界。在这里，我们考虑的特征函数的热波动平衡，构成一个子领先的大偏差行为的校正。通过耦合到显式多振子热源的振子来建模系统，我们评估特征函数。
2020-09-07 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Control of Metastable States by Heat Flux in the Hamiltonian Potts Model
本文通过二维哈密顿 Potts 模型的数值分析，发现热流会使有序与无序态界面的温度偏离平衡转变温度，从而稳定亚稳态，并用扩展热力学公式描述了该偏离。
2023-06-20 cond-mat.stat-mech
Positive heat capacity in the microcanonical ensemble
热容为正值是系统在热力学平衡时热稳定性的标志。我们表明，这个属性仍然有效的系统与负导数的能量相对于温度，发生在一些系统所描述的微正则系综。演示依赖于考虑吉布斯平衡面上的轨迹，以及它在熵能平面上的投影。吉布斯平衡表面具有凸性，但投影可能缺乏这种性质，导致能量对温度的负导数。
2020-04-21 cond-mat.stat-mech
Steepest-entropy-ascent quantum thermodynamic modeling of heat and mass diffusion in a far-from-equilibrium system based on a single particle ensemble
本文利用最速熵升原理（SEA）建立了一个非平衡态下局部孤立系弛豫的热力学模型。SEA原理在热力学状态空间中可表示为一个变分原理。该模型是能够达到这样一个系统的Onsager关系。由于没有假设的局部平衡，共轭通量和力，这导致，是固有的系统的状态空间的子空间，并使用亚平衡状态和非平衡密集的属性，它描述了热力学状态空间的子空间之间的非相互平衡状态的概念定义。的Onsager关系示出的是一个热力学运动学特征的系统独立的具体细节的微机械动力学。研究了具有不同约束条件的两种松弛过程（即，守恒定律）对应于热量和质量扩散。在近平衡区的线性行为以及在远离平衡区的非线性行为进行了讨论。热力学关系在平衡和近平衡领域，包括吉布斯关系，克劳修斯不等式，和Onsager关系，推广到远离平衡领域。在内禀共轭通量和力所围成的空间中，用二次耗散势表示变分原理。作为一个应用，该模型被应用到一个系统的热量和质量扩散的单粒子系综表示，这也可以适用于一个简单的系统的许多粒子。在近平衡状态下，导出了唯象输运系数。
2016-01-12 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium spin-boson model: counting statistics and the heat exchange fluctuation theorem
我们专注于非平衡两浴自旋玻色子模型，一个玩具模型研究量子热输运在多体开放系统。描述NIBA方程内的动态，适用于，例如，在强系统浴耦合限制和/或在高温下，我们推导的累积量生成函数的表达式在马尔可夫和非马尔可夫限制通过能量分解的量子主方程的子系统。对于一个马尔可夫浴，我们很容易地证明了稳态热交换波动定理的有效性。在非马尔可夫极限中，一个“较弱”的对称关系通常成立，这是微观可逆性的一般结果。我们讨论这种对称关系的普遍稳定状态波动定理的减少。利用累积量母函数，得到了热流的解析表达式。我们的结果建立了稳态热交换涨落定理的有效性，在量子系统与强系统浴相互作用。从实用的角度来看，这项研究提供了工具，探索输运特性的两浴自旋玻色子模型，一个原型的非线性热导体。
2011-08-18 cond-mat.stat-mech
Non-Boltzmann Equilibrium Probability Densities for Non-Linear Lévy Oscillator
我们用解析和数值模拟的方法研究了具有Lévy指数α，1 \leq α \leq 2和势能x^4的非线性Lévy振子的平衡态概率密度函数。特别地，我们证明了平衡PDF是双峰的，并且具有指数为-（α+3）的幂律渐近性。
2000-12-09 cond-mat.stat-mech
Steady thermodynamic fundamental relation for the interacting system in a heat flow
有一个长期存在的问题是，是否有可能将平衡热力学的形式主义扩展到稳态非平衡系统的情况。我们已经对热流中的理想气体作了这样的推广[Hoelyst \emph{et al.}，J. Chem. Phys. 157，194108（2022）]。在这里，我们调查是否存在这样的描述系统的相互作用：在热流的范德华气体。我们引入状态参数，每个状态参数都与改变能量的单一方式相关联。非平衡态热力学第一定律由这些参数得出。非平衡态的内能$U$具有与平衡态热力学相同的形式。对于范德瓦尔斯气体，$U(S^*, V, N, a^*,b^* )$是仅5个状态参数的函数（与表征边界条件的参数的数量无关）：熵$S^*$、体积$V$、粒子数$N$和重新标度的范德瓦尔斯参数$a^*$、$b^*$。状态参数$a^*$、$b^*$以及$S^*$确定与环境的净热交换。
2023-01-30 cond-mat.stat-mech
Linear irreversible heat engines based on the local equilibrium assumptions
我们制定了一个内可逆的有限时间卡诺循环模型的基础上的局部平衡和恒定的能量通量的假设，其中的效率和功率表示的热力学变量的工作物质。通过分析在循环过程中的每个等温过程中的热传递引起的熵产生率，并使用内可逆条件施加到线性响应制度，我们确定本系统的热力学通量和力，并获得一个线性关系，连接它们。我们计算的效率在最大功率的线性响应政权通过使用的线性关系，这与Curzon-Ahlborn效率被称为上限在这个政权。这个原因也阐明了重写我们的模型的形式Onsager关系，我们的模型原来满足紧耦合条件导致Curzon-Ahlborn效率。
2015-07-13 cond-mat.stat-mech
Heat capacity in nonequilibrium steady states
我们展示了如何将热容的概念推广到非平衡系统。其主要思想是考虑当缓慢改变环境温度时，已经耗散的系统释放的多余热量。我们把马尔可夫跳跃过程的框架嵌入到小驱动系统的特定物理中，我们证明了热容可以在准静态极限中一致地定义。在远离热平衡的情况下，一个附加项出现在常体积下通常的能量-温度响应中，明确地表示为超额功。在围绕平衡动态的线性顺序中，额外项是能量驱动响应，并且它完全由局部细致平衡确定。例子说明了当远离平衡时，稳态热容如何变为负值。
2011-10-25 cond-mat.stat-mech
Extended Nyquist formula for a resistance subject to a heat flow
奈奎斯特公式量化了热噪声驱动的平衡电阻两端电压波动。我们在这里处理的情况下，一个电阻驱动的平衡，通过把它与两个恒温器在不同的温度。我们达到了一个非平衡的稳定状态，在这个状态下，热通量流过电阻。我们的测量表明，无论如何，一个简单的扩展的奈奎斯特公式的非均匀温度场描述了一个很好的精度的热噪声。对于金属欧姆材料，波动实际上相当于在冷热源之间的平均温度下与单个恒温器平衡的电阻的波动。
2019-11-08 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat capacity
稳态热力学和统计力学的发展，关键在于我们发展非平衡稳态（NESS）的平衡热力学概念的能力。本文考虑热容的发展。提出了一个修改后的定义，它继续保持相同的关系，稳态香农熵在平衡，从而提供了一个nesses热容量的治疗。
2013-11-27 cond-mat.stat-mech
On the origin of power-laws in equilibrium
在库仑引力场中的粒子有一个有趣的性质：它的比热是常数和负值。我们表明，无论是分析和数值，当一个经典的哈密顿系统与一个这样的负比热物体保持弱接触，其统计符合厚尾幂律分布的幂指数由$C/k_B-1$，其中$k_B$是玻耳兹曼常量和$C$是热容。
2012-08-31 cond-mat.stat-mech
Heat and momentum transport in a multicomponent mixture far from equilibrium
给出了具有温度梯度和速度梯度的低密度多组分混合物稳态热通量和动量通量的显式表达式。这些结果是从多组分混合物的玻尔兹曼方程的Gross-Krook模型[Phys. Rev. { \bf 102}，593（1956）]的形式精确解得到的。传输系数（剪切粘度、粘度函数、热导率和测量与热梯度正交的热通量的交叉系数）是速度和温度梯度以及混合物的参数（颗粒质量、浓度和力常数）的非线性函数。该描述适用于任意远离平衡的条件，并且不限于质量比、摩尔分数和/或尺寸比的任何范围。结果表明，在一般情况下，剪切流的存在下产生的抑制相对于的Navier-Stokes制度的动量和能量的传输。在粒子机械等效的特殊情况下，在示踪剂的限制，以前的结果恢复。
2000-07-11 cond-mat.stat-mech
Stochastic order parameter dynamics for phase coexistence in heat conduction
本文提出了一个描述稳态热传导中平衡态附近相共存的随机序参量方程。通过分析具有非平衡绝热边界条件的随机动力学，其中总能量随时间守恒，我们推导出一个变分原理，确定在非平衡稳态的热力学性质。由此得到的变分原理表明，当有序区的热导率小于（大于）无序区的热导率时，有序区和无序区之间的界面温度变得大于（小于）线性响应区的平衡转变温度。这意味着在界面附近出现过热有序（过冷无序）态，这是[N. Nakagawa和S.- I.李文，稳态热传导中的气液相变，物理学报。{ \bf 119}，260602，（2017）.]
2020-11-30 cond-mat.stat-mech
Relations between Heat Exchange and Rényi Divergences
在这项工作中，我们建立了一个精确的关系，连接两个系统之间的热交换在其热力学平衡态在不同的温度和Rényi分歧之间的初始热力学平衡态和最终的非平衡态的总系统。这个关系式告诉我们，热统计的各个矩是由全球系统的初始平衡态和最终非平衡态之间的Renyi发散决定的。特别地，平均热交换由全球系统的初始平衡态和最终非平衡态之间的相对熵来量化。这个关系既适用于有限经典系统，也适用于有限量子系统。
2017-11-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Continuous non-equilibrium transition driven by the heat flow
本文研究理想气体中由热流驱动的非平衡连续相变，发现临界热流下系统分为低密度热气体与高密度冷气体两侧，并提出稳态类亥姆霍兹函数描述内壁稳定位置。
2025-02-05 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium thermodynamics of stochastic systems with odd and even variables
随机系统的总熵产生可以分为三个量。第一个对应于多余的热量，而后两个包括内务热量。我们表示这两个组成部分的瞬态和广义管家热，我们得到了后者的积分波动定理，适用于所有马尔可夫随机动力学。以前报道的形式主义时，得到的平稳概率分布是对称的所有变量是奇数下的时间反转，限制考虑方向变量，如速度。
2012-02-10 cond-mat.stat-mech
Quantum-like behavior of 1D nonequilibrium system in the maximum heat flux limit
使用信息熵形式主义，我们认为一个一维系统的热流和扩展的意义的平衡变量的非平衡的情况下，经典的局部平衡方法是不适用的，这是特别重要的现代热系统和微型器件的性能评估，通常在极端情况下运行。分析了扩展非平衡熵、温度、热导率和热容随局部能量密度（动力学温度）和热流密度的变化关系。
2019-09-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Active Brownian Heat Engines
无序能量的非平衡形式什么时候才算热？\textcolor{blue}{We address this question in the context of cyclically operating heat engines in contact with a non-equilibrium energy reservoir that defies the zeroth law of thermodynamics. To consistently address the latter as a heat bath requires the existence of a precise mapping to an equivalent cycle with an equilibrium bath at a time-dependent effective temperature. We identify the most general setup for which this can generically be ascertained and thoroughly discuss an analytically tractable, experimentally relevant scenario}：局限于\textcolor{blue}{periodically}调制谐波势中的布…
2020-09-09 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium electromagnetic fluctuations: Heat transfer and interactions
处于平衡状态的任意物体之间的卡西米尔力与单个物体的散射有关。我们将这种方法扩展到非平衡情况下的传热和卡西米尔力，其中每个物体和环境都处于不同的温度。形式主义跟踪每个物体的辐射及其被其他物体的散射。本文讨论了圆柱体的辐射，强调了其偏振性质，并得到了球与平板之间的热传递，证明了邻近传递近似在近距离和任意温度下的有效性。
2011-06-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat transfer and entanglement -- non-equilibrium correlation spectra of two quantum oscillators
讨论了两个相互作用的振子耦合到不同热浴中的非平衡态。玻色子浴被认为是，协方差矩阵的元素的一个精确的光谱表示提供分析。允许相关浴模式的宽类谱密度。波动耗散定理的有效性是建立在全球平衡（两个浴在相同的温度）在稳态。通过与零点涨落的平衡谱的比较，提出了纠缠的谱度量。没有应用光波近似，从冷到热浴的异常热传输，如在早期的工作中报道的，被证明不会发生。
2021-02-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Theory of Non-equilibrium Heat transport in anharmonic multiprobe systems at high temperatures
我们考虑的问题，热传输的振动模式（传导）之间的朗之万恒温器连接的一个中央设备。后者是非调和的，并且可能受到大的温差的影响，从而失去平衡。我们开发了一个自洽的格林函数形式主义来描述高温和非平衡运输，并推导出一个公式的热流高达四次非谐性（4阶的势能）。我们显示的重要性，包括四次项的非谐势，以正确地描述热膨胀和温度依赖于领先的非谐阶。这种形式主义铺平了道路，在高度非平衡的情况下，超越微扰理论的热输运的准确和有效的建模。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium properties of the S=1/2 Heisenberg model in a time-dependent magnetic field
利用路径积分方法研究了与声子热浴接触的海森堡模型在含时磁场中的含时行为。声子热浴的作用被考虑到耦合到热浴的第二阶。结果表明，有一个最小值的磁场低于该系统的平均磁化不放松平衡时，外部磁场翻转。这一结果与$ϕ^{4}$理论中得到的平均场结果定性一致。
2003-05-07 cond-mat.stat-mech
Full statistics of non-equilibrium heat and work for many-body quantum Otto engines and universal bounds: A non-equilibrium Green's function approach
该研究采用Schwinger-Keldysh非平衡格林函数方法，推导了多体量子奥托发动机功与热联合分布的累积量生成函数，发现量子域中功的涨落耗散关系破缺而热的保留，为相关普适约束及热力学不确定关系的关联提供了理论支撑。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium probability flux of a thermally driven micromachine
本文讨论了由三个球和两个谐振弹簧组成的热驱动微机械的非平衡统计力学[Y。Hobel等人，日本物理学会86，113801（2017）]。我们得到了这种微机械的非平衡稳态概率分布函数，并计算了其在相应位形空间中的概率通量。所得到的概率通量可以用频率矩阵来表示，该频率矩阵用于区分非平衡稳态和满足细致平衡的热平衡状态。频率矩阵被示出为与球体之间的温度差成比例。我们得到的频率矩阵的特征值和平均速度的热驱动微机械，可以进行定向运动的粘性流体之间的线性关系。这种关系是一致的确定性的三个球体的microswimmer的扇贝定理。
2019-08-07 cond-mat.stat-mech
Probability Currents in Out-of-Equilibrium Microwave Circuits
本文通过统计分析时域测量中的短时关联，重建了非平衡微波电路相空间中的概率流，从而能够局部检查细致平衡的破坏与涨落环，并展示了4-8GHz频段下多个微波电路的数据分析方法和实验结果。
2023-11-29 cond-mat.stat-mech
Work probability distribution in systems driven out of equilibrium
我们推导出描述随机系统的工作概率分布函数的时间演化的微分方程，该随机系统通过操纵一个参数而脱离平衡。我们认为这两个系统所描述的微观状态或集体变量，确定一个quasiequilibrium状态。我们表明，工作概率分布可以表示为一个路径积分，这是占主导地位的“经典”的大系统尺寸限制的路径。我们比较这些结果与模拟操纵的平均场系统。我们讨论了Jarzynski等式的适用范围，用于评估系统的自由能，使用这些出平衡操作。还讨论了大的工作波动和工作分布尾部的形状。
2005-08-09 cond-mat.stat-mech
Ultrafast Entropy Production in Non-Equilibrium Magnets
本文提出超快热力学框架，将激光脉冲磁场强度与磁化动力学关联，模拟 FeNi 和 CoFeB 薄膜中的熵产生率与热耗散，并结合惯性自旋动力学揭示皮秒尺度热力学过程，为自旋电子学热管理提供新见解。
2024-10-31 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium calorimetry
我们考虑与热平衡浴接触的静止驱动系统。只要所有参数不变，稳定系统向环境散发的热量是恒定的（焦耳）。作为平衡态热力学的自然推广，非平衡热容测量了当热浴温度改变时所耗散的热量中的多余部分。为了提高实验的可及性，我们展示了如何也可以从瞬时热通量的响应小的周期性温度变化的热容量。
2019-08-29 cond-mat.stat-mech
Approach to equilibrium and non-equilibrium stationary distributions of interacting many-particle systems that are coupled to different heat baths
一个基于哈密顿的模型，许多谐波相互作用的大质量粒子，受到线性摩擦和耦合到热浴在不同的温度下，用于研究的动态方法的平衡和非平衡定态。基于精确计算的稳态分布的动力学方法，构造了控制这种方法的泛函，称为自由熵。对于平稳分布，自由熵变得最大，其时间导数最小并为零。因此，自由熵通过其极值和稳定性特性来表征平衡和非平衡平稳分布。对于平衡系统，即如果所有热浴具有相同的温度，则自由熵等于负自由能除以温度。使用一个系统的微扰计划计算过阻尼无质量限制的速度和位置的相关性，明确的结果为几个粒子：对于两个粒子的位置和动量空间中的本地化证明在非平衡稳态，相分离的趋势表示。对于三个弹性相互作用的粒子，如果第三个储层足够热，则热量从耦合到冷储层的粒子流到耦合到暖储层的粒子。活性粒子模型可以在相同的一般框架中描述，从而允许不仅在稳态中而且在接近稳态非平衡态中表征它们的熵产生。最后，连接到非平衡热力学公式，包括水库熵生产进行了讨论。
2020-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Instantaneous equilibrium Transport for Brownian systems under time-dependent temperature and potential variations: Reversibility, Heat and work relations, and Fast Isentropic process
建立了布朗粒子在任意温度和势随时间变化的情况下的瞬时平衡跃迁理论。结果表明，它是必要的，以考虑欠阻尼动力学的温度变化的过渡。ieq是由一个随时间变化的辅助位置和动量势，它可以计算给定的随时间变化的过渡协议。显式的解析结果推导出的工作和热统计，能量和熵变化的谐波和非谐波捕获势与任意时间相关的潜在参数和温度协议。计算了相应的朗之万动力学的数值解，证实了理论结果。虽然由于控制参数的奇宇称性，逆过程ieq跃迁不是正过程ieq跃迁的时间反演，但它们的相空间分布函数恢复了时间反演的对称性，因此逆过程ieq跃迁的能量和熵变只是正过程ieq跃迁的负值.此外，它表明，它是可能的，以构建一个ieq过渡，具有零熵产生在有限的过渡率，即，一个快速ieq等熵过程，并进一步证明了显式朗之万动力学模拟。我们的理论为设计受控的微观热机循环提供了基础。本文还讨论了建立一个高效布朗热机的意义。
2021-08-05 cond-mat.stat-mech
Critical heat current fluctuations in Curie-Weiss model in and out of equilibrium
本研究针对非平衡相变中电流涨落的普适性问题，分析耦合双热浴的Curie-Weiss模型热流涨落，揭示温度与磁场驱动相变的不同涨落行为，并提出路径积分结合两态模型的大系统涨落表征方法。
2025-02-25 cond-mat.stat-mech
Usefulness of an equal-probability assumption for out-of-equilibrium states: a master equation approach
我们研究的有效性，假设一个相等的概率远离平衡状态。为此，我们提出了一种方法来构建一个主方程的广泛的变量描述非平稳非平衡动力学。该方法的关键是假设瞬态等效于具有相同外延变量的平衡态，即，对于非平衡态的微观状态，概率相等。我们通过蒙特卡罗模拟证明了这种方法在二维Potts模型临界弛豫中的应用。而一个变量的描述，这是足够的平衡，产生松弛动力学是非常快的，冗余的两个变量的描述以及再现真正的动态定量。这些结果表明，某些类的非平衡态可以用一个小的自由度的扩展来描述，这可能会导致另一种方式来理解非平衡现象。
2012-09-24 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Thermodynamics and Fluctuations
在过去的十年中，一些“常规波动定理”已被推导出的系统与确定性或随机动态，在一个瞬态或在一个非平衡稳态。这些定理给出了找到具有一定熵（或热）产生值的系统的概率与找到相反值的概率之比的显式表达式。一个类似的定理的波动的工作在一个系统上最近已经证明了实验的一个简单的系统在一个短暂的状态，组成的布朗粒子在水中，限制在一个运动的谐波势。在本文中，我们表明，由于在水中的粒子的随机运动和它的确定性运动的潜力之间的相互作用，非常不同的新的热定理比在传统的情况下发现。这些新的热涨落定理的结果之一是，布朗粒子从水中吸收热量而不是向水中提供热量的概率比传统涨落定理大得多。这可能与微/纳米技术有关。
2003-11-05 cond-mat.stat-mech
Liquid-gas transitions in steady heat conduction
本文研究了恒压下两个热浴接触的热传导系统在线性响应范围内的液-气相变。基于局部平衡热力学，我们提出了一个与全局温度有关的等式，该等式决定了平衡液-气相变附近的体积。我们发现，液-气界面的形成是伴随着一个不连续的体积变化时，增加浴的平均温度。界面附近的过冷气体被观察到作为一个稳定的稳态。
2017-09-19 cond-mat.stat-mech
Trace formulae for non-equilibrium Casimir interactions, heat radiation and heat transfer for arbitrary objects
在热非平衡涨落电动力学的框架下，详细推导了N个任意物体的热辐射、热传递和（卡西米尔）相互作用。结果可以表示为基无关的跟踪公式的散射算子的个别对象。我们证明了单个物体的热辐射是正的，并且热传递（对于两个任意被动物体）是从较热的物体到较冷的物体。传递的热量也是对称的，如果两个温度交换，则正好相反。引入部分波展开，我们将辐射，转移和力的结果转化为可以在任何基础上进行评估的矩阵的轨迹，类似于平衡卡西米尔力。通过对平板、球体和圆柱体的热辐射进行（重新）推导，说明了该方法的有效性。我们分析了不同材料的球的辐射，强调通常用于金属纳米球的简化通常是无效的。我们推导出渐近公式的情况下，一个球在前面的板和两个球的热传递和非平衡相互作用，扩展以前的结果。作为一个例子，我们证明了一个热的纳米球可以悬浮在一个板的排斥非平衡力克服重力-一个效果，这不是由于辐射压力。
2012-07-16 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Exactness of the cluster variation method and factorization of the equilibrium probability for the Wako-Saito-Munoz-Eaton model of protein folding
我研究的蛋白质折叠模型的平衡概率分布的性质最初介绍了Wako和斋藤，后来重新考虑穆尼奥斯和伊顿。该模型是一个一维模型与二元变量和多体，长程相互作用，这已经通过映射到一个二维模型的二元变量与局部约束精确地解决。在这里，我表明，这个二维模型的平衡概率的因素到当地集群概率的产品，每个提高到一个合适的指数。所涉及的集群是单一的网站，最近邻对和正方形斑块，指数是集群变分方法的熵展开系数。因此，集团变分法对该模型是精确的。
2005-11-30 cond-mat.stat-mech
Optimising Principle for Non-Equilibrium Phase Transitions and Pattern Formation with Results for Heat Convection
非平衡模式之间的自发过渡的特点是理想的直辊稳态热对流的流体动力学计算。对现有的实验数据的计算进行了定量测试。结果表明，在一个给定的瑞利数的最终波数取决于是否初始状态是导电状态，或者，在交叉辊过渡的情况下，波数的初始直辊状态。最终波数不对应于最大或最小热通量（熵产生或耗散），也不对应于最大子系统熵。在所有情况下，整个系统的熵在自发跃迁期间单调增加。得出了非平衡系统不存在任何单时热力学性质或变分原理的结论。进一步得出结论：第二熵是决定最佳非平衡态或模式的二次变分原理。
2012-08-25 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Absence of local thermal equilibrium in two models of heat conduction
在热传导的传统描述中，一个重要的假设是局部热平衡的存在。我们在两个简单的热传导模型中测试了这个假设。我们的第一个模型是一个线性链的平面自旋与最近邻耦合，第二个模型是洛伦兹气体。当两端连接到温度为T1和T2的热浴时，我们观察系统的稳态。如果T1=T2，则系统达到热平衡。如果T1不等于T2，则存在通过系统的热流，但不存在局部热平衡。即使在大系统尺寸的限制下，当热流趋于零时，也是如此。我们认为，这是由于存在一个无限的本地守恒律在其动态。
1998-12-14 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantum Statistical Mechanics. III. Equilibrium Probability
给出了平衡态量子统计力学中概率概念的第一性原理、推导和公式化。过渡到非平衡态概率简要遍历。
2014-04-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat processes in non-equilibrium stochastic systems
本文致力于非平衡随机系统中慢热力学过程的理论研究。其主要结果是一个物理和数学上一致的建设有关的热力学量在准静态极限的一大类非平衡模型。作为一般方法的一个应用，本文介绍了热容的自然非平衡推广，并详细分析了它的性质，包括一种反常的远离平衡的行为。所开发的方法被进一步应用到时间尺度分离的相关问题，在那里它们能够以更精确的方式描述慢和快自由度的有效动态。
2014-07-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Geometric characterization for cyclic heat engines far from equilibrium
该研究针对远离平衡的循环热机，通过几何长度与时间尺度建立功率-效率权衡关系，给出功率的几何上界，提供了适用于经典和量子热机的性能几何表征方法。
2024-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Properties of a non-equilibrium heat bath
在平衡时，较大热浴内的流体元件从浴接收随机脉冲。这些在系统（流体元件）中引起随机转变的脉冲遵循细致平衡的原理，因为浴也处于平衡。在连续剪切作用下，流体单元处于非平衡稳态。由于剪切作用下周围的流体浴也处于非平衡稳态，因此系统接收具有非平衡分布的随机脉冲。这些冲动不再尊重细致平衡，但仍然受到规则的约束。这些规则适用于驱动稳态的一个广泛的子类，是最近导出的[R。M. L. Evans，Phys. Rev. Lett. { \bf 92}，150601（2004）; J. Phys. A：Math. Gen. { \bf 38}，293（2005）]使用信息理论论证。在本文中，我们提供了一个更基本的推导，基于无争议的，非贝叶斯概率解释为简单的可数数量的比率。我们将结果应用于一些简单的相互作用粒子模型，以研究由非平衡噪声源（如剪切下的流体）介导的力的性质。
2007-11-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Out-of-equilibrium operation of a quantum heat engine: The cost of thermal coupling control
真正的量子热机缺乏时间尺度和长度尺度的分离，这是经典发动机的特征。它们必须被理解为处于非平衡状态的开放量子系统，其中时间控制耦合到作为整体部分的热库。在这里，我们提出了一个系统的方法来描述一个广泛的类引擎和协议超出传统的弱耦合处理从微观建模。对于四冲程奥托发动机的整个动态范围下到低温进行了探讨，并揭示了与能量平衡中的耦合/解耦到/从水库的工作的关键作用。量子关联被证明是有助于提高效率的，这为最优控制技术开辟了新的途径。
2019-09-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat-dissipation decomposition and free-energy generation in a non-equilibrium dot with multi-electron states
Basic Research Laboratories, NTT Inc.（NTT公司基础研究实验室）；Institute for Multidisciplinary Sciences, Yokohama National University（横滨国立大学多学科科学研究所）
通过单电子计数统计实验，研究了纳米尺度量子点在过渡到非平衡稳态过程中耗散热的分解及其与自由能产生的直接关联。
2026-04-19 cond-mat.stat-mech math.ST physics.app-ph
Theory of Applying Heat Flow from Thermostatted Boundary Walls: Dissipative and Local-Equilibrium Responses and Fluctuation Theorems
我们构建了一个微观理论的应用从恒温边界壁的薄膜几何形状的热流。我们处理一个经典的单组分流体，但我们的方法适用于任何流体和固体。我们用$\cal B$和从恒温器到粒子的热流${\cal J}_K$之间的时间关联函数来表示任何变量${\cal B}$的线性响应。此外，表面变量${\cal J}_K$可以由运动方程写成体积量的空间积分形式。由于这种表面到体积的关系，稳态响应函数包括耗散和局部平衡部分，其中前者产生了傅立叶定律与格林表达式的热导率。在非线性区域，我们从第一性原理推导出McLennan-Zubarev形式的相空间中的稳态分布。给出了一些涨落定理。
2019-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
