Optimal Control in Stochastic Thermodynamics
本文回顾了随机热力学中最小耗散最优控制的理论进展、精确解、近似方法及其与最优输运理论的联系，并指出当前是将其应用于化学与生物系统的合适时机。
2023-04-11 cond-mat.stat-mech
Stochastic Representation of Non-Markovian Fermionic Quantum Dissipation
量子布朗运动在现代物理学的许多领域中起着基础性的作用。在路径积分公式中，驱动系统动力学的环境量子涨落可以用辅助随机场来表征。对于费米子浴环境，随机场是格拉斯曼值的，不能用传统的经典数来表示。在这封信中，我们提出了一个策略，映射到高斯白噪声的非经典格拉斯曼字段以及一组量化的伪状态。这导致在数值上可行的随机运动方程（SEOM）方法的费米子开放系统。SEOM产生精确的物理观测的非相互作用系统，和相互作用系统的准确的近似结果。所提出的SEOM的实用性和准确性的例证进行单杂质安德森模型的直接随机模拟。
2018-09-28 cond-mat.stat-mech
Self-organised criticality in stochastic sandpiles: Connection to directed percolation
我们引入了一个随机沙堆模型，其中有限的驱动和耗散耦合到活动场。这里的吸收相变，正如预期的那样，属于定向渗流（DP）普适类。我们专注于小的驱动器和耗散限制，即所谓的自组织临界（SOC）制度，并表明该系统表现出从普通DP缩放到耗散控制缩放的交叉，这是独立的基本动力学或空间维度。新的缩放制度继续所有的方式，以零批量驱动器的限制，这表明相应的SOC的行为只有DP，由耗散控制的缩放修改。我们证明了这一点的连续和离散的曼纳模型驱动的噪声和体积耗散。
2015-05-19 cond-mat.stat-mech
Reversibility, heat dissipation and the importance of the thermal environment in stochastic models of nonequilibrium steady states
我们研究随机过程，用于模拟非平衡过程（例如，拉RNA或拖动胶体），所以故意违反细致平衡。我们认为，通过结合信息论的不可逆性与非平衡功定理的措施，抽象动力学所隐含的热物理可以确定。这个度量在热力学熵的产生上是有界的，因此可以量化随机动力学对现实的建模程度。我们还使用我们的研究结果来批判各种建模方法和稳态热力学中出现的概念。
2007-11-12 cond-mat.stat-mech
Duality between dissipation-coherence trade-off and thermodynamic speed limit based on thermodynamic uncertainty relation for stochastic limit cycles
The University of Tokyo（东京大学）
本文基于热力学不确定性关系，推导了随机极限环在弱噪声极限下的两个基本权衡：耗散-相干权衡和热力学速度限制，并通过噪声罗素模型和随机化学系统进行了数值验证。
2026-05-01 cond-mat.stat-mech
Information Entropy and Dissipation Potential in Stochastic Nambu Nonequilibrium Thermodynamics
该研究揭示随机Nambu非平衡热力学中耗散势作为稳态准势而非香农熵，并推导了稳态分布、Massieu解释及涨落协方差。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech
Stochastic resonance in bistable systems with nonlinear dissipation and multiplicative noise: A microscopic approach
利用{ \it唯象} Langevin模型对双稳态系统中的随机共振现象进行了广泛的讨论。本文利用{ \it微观}广义Caldeira-Leggett（CL）模型，研究了具有非线性体系-液池相互作用的开放双稳态体系的SR。所采用的CL模型产生的非马尔可夫Langevin方程的非线性耗散和状态相关的扩散，保持波动耗散关系（FDR）。通过数值计算，我们发现：（1）谱功率放大（SPA）不仅对$a$和$b$具有SR特性，而且对$τ$也具有SR特性，而稳态概率分布函数与它们无关，其中$a$（$b$）表示乘法的大小（加性）噪声和$τ$表示色噪声的弛豫时间;（2）对于共存的加性和乘性噪声，作为$a$、$b$和/或$τ$的函数，SPA具有单峰但双峰结构。这些结果（1）和（2）与以前由唯象Langevin模型（FDR不确定或不成立）得到的结果有质的不同。
2013-01-27 cond-mat.stat-mech
Far from equilibrium maximal principle leading to matter self-organization
在这项工作中，一个极值原理驱动系统的无结构粒子远离平衡态的演化是通过使用随机量子流体动力学类比。对于经典相位（即，量子相关性在小于平均分子间距离的距离上衰减）远离平衡的动力学方程可以以福克-普朗克方程的形式表示，该方程的相空间速度矢量使能量型函数（在此称为随机自由能）的耗散最大化。在平衡态附近，最大随机自由能量耗散与Prigogine最小熵产生原理是相容的。此外，在弹性分子碰撞和无化学反应的情况下，在远离平衡态的准等温条件下，理论表明最大随机自由能量耗散退化为最大自由能量耗散.随着随机自由能量耗散率趋于最高，系统可以向具有更高自由能的状态过渡。假设在不可压缩的普通流体中，自由能的增加几乎是由熵的减少引起的，物质的自组织就成为可能。当存在化学反应或相关的热梯度时，该理论强调了可能违反Sawada关于最大自由能量耗散的阐述。该模型将Prigogine的近平衡最小熵产生原理和Sawada的远离平衡最大能量耗散原理描述为一个独特理论的两个互补原理，后者是更一般的最大随机自由能量耗散原理的一个特例.
2013-05-09 cond-mat.stat-mech
A causal continuous-time stochastic model for the turbulent energy cascade in a helium jet flow
我们讨论了连续叶栅模型及其在湍流中模拟能量耗散的潜力。连续级联过程，用关于Lévy基的随机积分表示，是界限过程的例子。已知这些模型再现了实验观察到的湍流特性：能量耗散的湍流因子的标度和自标度以及粗粒能量耗散的矩。我们比较了三种模型：正态模型，正态逆高斯模型和稳定模型。我们发现，正常的逆高斯模型是优于两者，正常和稳定的模型，在再现的能量耗散的分布方面，和正常的逆高斯模型优于正常模型和竞争与稳定的模型在再现的自标度指数。此外，我们表明，所提出的分析是吝啬的意义上说，自标度指数预测从一点分布的能量耗散，这些分布的形状是独立的雷诺数。
2013-05-06 cond-mat.stat-mech
Energy dissipation and information flow in coupled Markovian systems
在随机环境影响下的随机系统与环境的当前和未来状态相关。这样的系统可以被视为隐含地实现未来环境状态的预测模型。非预测模型的复杂性已被证明是热力学耗散的下限。在这里，我们探讨这些统计和物理量在稳定状态下的简单模型。我们表明，在准静态驱动下，该模型的复杂性饱和的耗散。超出准静态限制，我们证明了这个模型的复杂性，总耗散的比率的下限，这是实现在弱驱动的限制。
2018-06-30 cond-mat.stat-mech
Precision and dissipation of a stochastic Turing pattern
自图灵关于反应扩散系统的开创性理论工作以来，自发斑图形成是一个受到广泛关注的基本科学问题。在分子生物物理学中，这种现象经常发生在大波动的影响下。因此，询问这种模式的精确性是很自然的。特别是，自发的斑图形成是一种非平衡现象，并且图案的精确度和与之相关的热力学成本之间的关系仍然未被探索。在这里，我们分析了这种关系的一个范例的随机反应扩散模型，在一个空间维度中的选择器。我们发现，图案的精度是最大化的中间热力学成本，即，将热力学成本增加到超过该值使得图案不太精确。尽管波动随着热力学成本的增加而变得不那么明显，但我们认为较大的波动也会对图案的精度产生积极影响。
2020-11-15 cond-mat.stat-mech
Bounding Variance and Skewness of Fluctuations in Nonlinear Mesoscopic Systems with Stochastic Thermodynamics
本文利用随机热力学证明非线性耗散系统中涨落的方差超出扩展Johnson-Nyquist公式预测值的部分由偏度控制，从而揭示高斯近似在非线性噪声建模中的物理不一致性，并呼吁建立与热力学相容的随机非线性系统理论。
2023-07-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic foundations of undulatory transport phenomena: Generalized Poisson-Kac processes - Part II Irreversibility, Norms and Entropies
在第二部分中，我们分析了广义Poisson-Kac（GPK）过程的耗散性质，考虑了合适的$L^2$ -范数的衰减和熵函数的定义。在这两种情况下，一致的能量耗散和熵函数依赖于整个系统的原始统计变量，部分概率密度函数$\{ p_α({\bf x},t) \}_{α=1}^N$，而相应的能量耗散和熵函数的基础上的整体概率密度$p({\bf x},t)$不满足单调性要求作为时间的函数。混沌平流（标准映射耦合到随机GPK过程）的例子说明了这一现象。一些补充的物理问题也得到了解决：遍历性破缺的吸引势的存在下，并使用GPK扰动来安抚随机场方程。
2016-09-24 cond-mat.stat-mech
Energetics of stochastic limit-cycle oscillators: when does coupling reduce dissipation?
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）
研究随机极限环振子的能耗，探讨耦合如何影响耗散，发现Cartesian耦合在不同条件下均能降低耗散。
2026-07-13 cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation Type Theorem in Stochastic Linear Learning
Seoul National University（首尔国立大学）；Cambridge University（剑桥大学）；Harvard University（哈佛大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
波动耗散定理（FDT）是一个简单而强大的一阶微分方程的结果，该方程控制同时受到耗散力和随机力的系统的动力学。线性学习动态，其中输入向量映射到输出向量的线性矩阵的元素是学习的主题，具有随机版本密切模仿朗之万动态时，一个完整的批量梯度下降方案被替换为随机梯度下降。我们推导了随机线性学习动力学的广义FDT，并在著名的机器学习数据集，如MNIST，CIFAR-10和EMNIST中验证了其有效性。
2021-06-04 cond-mat.stat-mech cs.LG
Work and dissipation fluctuations near the stochastic resonance of a colloidal particle
实验研究了双势阱中的胶体粒子系统中注入能量和耗散能量的涨落。外力所做的功和耗散的能量在注入功率最大的随机共振附近测量。我们证明了定态涨落定理在该系统中成立。
2008-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Principles of Low Dissipation Computing from a Stochastic Circuit Model
我们介绍了一个互补逻辑门的场效应晶体管的一致性，最小的随机模型。我们从信息论的工具，这样的门的性能特征和研究之间的相互作用的准确性，速度和耗散的计算。使用一些通用的构建块，例如NOT和NAND门，我们能够对任意组合和时序逻辑电路进行建模，这些电路被模块化以实现计算任务。我们发现一般来说，可以实现高精度提供足够的能量消耗和时间来执行计算。然而，对于低能耗计算，准确性和速度以依赖于设备架构和任务的方式耦合。我们的工作弥合了低耗散数字器件的工程和随机热力学理论发展之间的差距，并提供了一个平台，研究低耗散数字器件的设计原则。
2021-08-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Geometric Dissipation Constraints in Stochastic Reaction Dynamics: A Variational Observable for Hidden Kinetic Structure in Energy Landscapes
提出一个几何框架，通过变分泛函推导出局部耗散-几何耦合可观测量，用于表征随机反应动力学中隐藏的动力学约束，并通过数值实验证明其能区分传统自由能分析无法区分的反应通道。
2026-06-08 cond-mat.stat-mech
Elementary derivation of the dissipation-coherence bound for stochastic oscillators
ICREA-Complex Systems Lab, Universitat Pompeu Fabra（巴塞罗那庞培法布拉大学）；Universal Biology Institute, The University of Tokyo（东京大学）
通过结合高阶热力学不确定关系与相位电流涨落条件，初等推导了随机振荡器的耗散-相干边界，并推广至非高斯系统。
2026-06-23 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Minimum-dissipation principle for synchronised stochastic oscillators far from equilibrium
本文证明远离平衡的q态Potts模型满足线性稳定性-耗散关系，并据此提出最小耗散原理，指出动力学选择耗散最小的稳定非平衡态，适用于任意远离平衡的随机动力学。
2025-01-27 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Dissipation-Reliability Tradeoff for Stochastic CMOS Bits in Series
Northwestern University（西北大学）；Santa Fe Institute（圣塔菲研究所）；Extropic Corporation（Extropic公司）；Departamento de Física, FCEyN, UBA（布宜诺斯艾利斯大学物理系）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；Department of Engineering Sciences and Applied Mathematics, Northwestern University（西北大学工程科学与应用数学系）
本文提出了一种通过将多个CMOS单元串联来抑制比特翻转误差的方法，分析了偏置电压与链长对可靠性及耗散的影响。
2026-09-01 cond-mat.stat-mech
Dissipation induced non-Gaussian energy fluctuations
通过一个耗散能量传递的唯象模型和一个随机模型，研究了耗散对总能量涨落统计的影响。在平衡状态服从均分和总能量服从中心极限定理，高斯起伏。在耗散存在的情况下，如果存在从大尺度到小尺度的宏观能量转移，则涨落可以被驱动为非高斯的。因此，我们能够等同于非高斯序参量波动模型平衡系统在这些耗散系统中的能量波动的临界。唯象模型中的能量涨落直接映射到1/f^alpha噪声问题上，随机模型的数值模拟结果与这些预测定性一致。
2013-06-26 cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation relation, Maxwell-Boltzmann statistics, equipartition theorem, and stochastic calculus
我们推导出的波动耗散关系，并探讨其连接的均分定理和麦克斯韦-玻尔兹曼统计，通过使用不同的随机分析技术。我们的第一种方法是向后随机微分方程的理论，这自然产生在这种情况下，并促进这些经典的结果之间的相互作用的理解统计力学。第二种方法是根据伊藤和Stratonovich的随机分析规则推导电力系统能量的正向随机微分方程。伊藤方程有一个唯一的解，这是与物理相关的解，而斯特拉托诺维奇方程则有这个解和无穷多个解，它们都不具有物理性质。尽管如此，一些，但不是所有的，服从涨落耗散关系。
2021-01-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Dissipation-coherence tradeoff for stochastic oscillations
Chengdu Academy of Educational Sciences（成都市教育科学研究院）
针对生化与介观系统中的自发噪声振荡，提出一个严格的下界，引入模式均匀性因子修正Oberreiter-Barato-Seifert猜想，并给出从低维数据估计该因子的方法。
2026-06-03 cond-mat.stat-mech
Stochastic Heat Engine Powered By Active Dissipation
纳米器件的热力学是一个活跃的研究领域。尽管它们周围有噪音，但它们经常产生机械功（例如微型热机），显示整流布朗运动（例如分子马达）。这就需要对实验上可量化的热力学效率进行研究。在这里，布朗粒子被具有时间周期性收缩和膨胀的谐波约束所驱动。该系统通过交替地（时间周期性地）连接到具有不同耗散率的浴槽来做功。我们从理论上分析了系统使用随机热力学。热力学量如功、热、效率、熵的变化在长循环时间内通过分析发现。模拟也在不同的周期时间进行。他们表现出良好的协议与分析计算在长周期的时间限制。利用仿真研究了工作、效率和效率的大偏差函数的分布。我们相信，我们的模型的实验实现是可能的。
2018-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation relations for a general class of master equations
对一类服从主方程的随机模型计算了涨落耗散关系。假设跃迁速率在有场的情况下也服从细致平衡。它表明，在一般情况下，线性响应不能表示通过时间导数的关联函数单独，但一个额外的功能$ξ(t,t_w)$，这已经很少讨论之前是必需的。该函数依赖于与响应和相关性相关的两个时间，并且在平衡条件下消失。它可以用主方程的传播子和跃迁率来表示，但它与任何物理观测没有明显的关系。相反，它是由考虑中的随机变量的分布函数的时间演化的不均匀性。$ξ(t,t_w)$被认为是随机模型的一些例子，其中一些表现出真正的非平衡动态和其他方法在长期的平衡。特别地，其中相关变量（例如磁化强度）以规定的方式与系统的状态相关的模型被认为是来自复合马尔可夫过程的投影。从这些模型的计算，它被证明，当一个是与一个结构因子的模拟测量大的波矢量或如果状态之间的每一个过渡随机化的随机变量的值考虑关注的时候，$ξ(t,t_w)$消失。
2003-09-04 cond-mat.stat-mech
Exact stochastic simulation of dissipation and non-Markovian effects in open quantum systems
耦合到环境的系统的精确动力学可以由其约化密度的积分-微分随机方程来描述。环境的影响被纳入通过一个平均场，这是随机的和非本地的时间和标准的两次关联函数的环境自然出现。由于没有近似，所提出的理论完全包含耗散和非马尔可夫效应。通过对自旋玻色子模型在不同耦合区和温度下的热浴耦合的数值模拟，表明所提出的随机理论是精确模拟开放量子系统动力学的有效工具。与随机薛定谔方程方法和可能的扩展到“虚时间”传播的链接进行了讨论。
2008-03-31 cond-mat.stat-mech nucl-th quant-ph
Universal tradeoff relation between speed, uncertainty, and dissipation in nonequilibrium stationary states
King’s College London（伦敦国王学院）
该研究推导了非平衡定态中随机流首达时间矩的普适热力学下界，揭示速度、不确定性与耗散的权衡关系，近平衡符合Van't Hoff-Arrhenius定律，远平衡给出速率过程普适速度极限，且熵产生流时界取等号。
2026-08-14 cond-mat.stat-mech
Dissipation induced transitions in two dimensional elastic membranes
随机热力学提供了一套有用的工具来分析和约束远离平衡系统的行为。在本文中，我们报告了一个应用程序的想法从随机热力学的膜生长的问题。膜的非平衡力可导致其屈曲并经历形态转变。我们展示了如何从随机热力学的想法，特别是最近推导出的热力学不确定性关系，可以用来描述和约束所需的参数，激发形态变化在非平衡增长过程中。
2019-10-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scale-free energy dissipation and dynamic phase transition in stochastic sandpiles
本文数值研究了随机定向元胞自动机中雪崩和动态相变中累积能量分布的标度性质[B]。Tadić和D. Dhar，Phys. Rev. Lett. { \bf 79}，1519（1997）]中。在临界稳定状态下（倾倒概率为$p\ge p^\star$ = 0.70548），耗散能分布呈现出标度行为，斜率和截止能的标度指数分别为$τ_E $和D_E，表明沙堆表面是分形的。与雪崩指数相反，能量指数在区域$p^\star \le p <1$中似乎是p依赖的，然而乘积$(τ_E-1)D_E$仍然是通用的。我们估计桩的横截面的粗糙度指数为$χ=0.44\pm 0.04$。通过直接模拟和标度分析的生存概率分布和平均流出电流的$p^\star $的动态相变的临界指数表征。该跃迁属于一个新的普适类，其临界指数为$ν_\| =γ=1.22 \pm 0.02$、$β=0.56\pm 0.02$和$ν_\bot = 0.761 \pm 0.029$，具有明显的超标度违反。广义超标度关系导致$β+ β^\prime = (d-1)ν_\bot $，其中$β^\prime = 0.195 \pm 0.012$是由最终生存概率决定的指数。
1999-09-16 cond-mat.stat-mech
Entropy production for velocity-dependent macroscopic forces: the problem of dissipation without fluctuations
在宏观系统中，速度相关的唯象力$F(v)$用于模拟摩擦、反馈装置或自推进。这种力通常包括耗散分量，其隐藏了在环境温度$T$下与恒温器的快速能量交换，由微观哈密顿量$H$控制。映射$(H,T) \to F(v)$ --即使对于许多目的都有效--可能会导致随机热力学的应用，其中推导出$incomplete$波动熵产生（FEP）。最近的宏观实验提供了一个启发性的例子，其中耗散主要是由固体对固体摩擦，通常通过确定性库仑力$F(v)$建模。通过适应微观普朗特-汤姆林森模型的摩擦，我们展示了FEP是如何占主导地位的释放到$T$ -恒温器，忽略了宏观库仑模型的热量。这个问题困扰着文献中的几项研究，不能通过用不同的辅助动力学来衡量时间反演的轨迹来解决：它只能通过对耗散下的恒温器进行更精确的随机建模来解决。
2015-09-10 cond-mat.stat-mech
Dispersion of the time spent in a state: General expression for unicyclic model and dissipation-less precision
我们比较了两个随机变量的色散和耗散之间的关系，可以用来表征布朗钟的精度。第一个随机变量是状态之间的电流。在这种情况下，一定的精度需要由已知的热力学不确定性关系确定的最小能量成本。我们引入第二个随机变量，它是两个随机变量的某种线性组合，每个随机变量都是随机轨迹在一个状态中所花费的时间。虽然这个随机变量的一阶矩等于平均概率流，但它的离散度通常不同于与概率流相关的离散度。值得注意的是，与电流的热力学不确定性关系相比，对于第二个随机变量，可以用任意低的能量耗散获得一定的精度。作为一个主要的技术成果，我们提供了一个精确的表达式的离散相关的时间，一个随机轨迹花在一个集群的状态一般的单圈网络。
2017-08-02 cond-mat.stat-mech
Stochastic modeling of spreading and dissipation in mixed-chaotic systems that are driven quasistatically
我们分析了一个具有混合混沌相空间的系统的能量扩散，其控制参数（或慢自由度）准静态变化。为了演示的目的，我们考虑限制性三体问题，其中两个中心恒星之间的距离是调制由于他们的开普勒运动。如果系统具有硬混沌特征，则可以预期扩散扩散，其系数可以使用线性响应（Kubo）理论估计。但对于混合相空间，混沌海是多层的。因此，它成为一个挑战，找到一个强大的程序，将粘性动力学转化为一个随机模型。我们提出了一个庞加莱排序方法，减少了多维运动到一维随机行走的影响空间。我们测试粘性和传播速度之间的隐含关系。
2022-05-08 cond-mat.stat-mech nlin.CD
The Physical Origins of Entropy Production, Free Energy Dissipation and their Mathematical Representations
本文用主方程给出了随机系统非平衡态热力学的完整数学理论。作为等温熵和自由能的推广，两个状态函数起着核心作用：吉布斯熵$S$和相对熵$F$，它们通过随机动力学的平稳分布而相互关联。$S$满足基本熵平衡方程$dS/dt=e_p-h_d/T$，具有熵产生率$e_p\ge 0$和热耗散率$h_d$，而$dF/dt=-f_d\le 0$ .对于满足详细平衡的封闭系统：$Te_p(t)=f_d(t)$。对于开放系统，人们有$Te_p(t)=f_d(t)+Q_{hk}(t)$，其中管家热$Q_{hk}\ge 0$首先在唯象非平衡稳态热力学中引入。熵产生$e_p$由与自发弛豫相关的自由能量耗散、$f_d$和维持开放系统$Q_{hk}$的活性能量泵送组成。松弛$Q_{ex}=h_d-Q_{hk} = f_d-T(dS/dt)$中涉及的多余热量。
2009-11-23 cond-mat.stat-mech
Vortex dynamics in lattice Bose gases in a synthesized magnetic field with a random noise and a dissipation: Study by the stochastic Gross-Pitaevskii equation
本文研究了在弱人工磁场、随机白噪声和耗散耦合下的二维Bose-哈伯德模型中的涡旋动力学。噪声和耗散的来源被认为是不参与玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的原子的热涨落。通过求解一个随机Gross-Pitaevskii方程，证明了在磁场和白噪声的相互作用下，BEC中产生了大量的涡旋，并在一个过渡期后形成稳定的涡旋稳态.我们计算的BEC的动能谱的不可压缩的一部分。在过渡期，柯尔莫哥洛夫$k^{-5/3}$光谱出现在红外区，波数为$k$，$k<ζ^{-1}$，其中$ζ$是愈合长度，而在紫外区，$k>ζ^{-1}$，光谱表现为$k^{-3}$。另一方面，在稳态下，另一个标度低点出现。我们发现了上述动能谱与旋涡速度之间的关系。通过逆叶栅，少数产生的涡流的大速度形成Kolmogorov $k^{-5/3}$谱。
2017-03-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Vlasov-Fokker-Planck equation: stochastic stability of resonances and unstable manifold expansion
研究了一维Vlasov方程在Fokker-Planck算子模拟的小耗散下的齐次定态附近的动力学行为。当定态稳定时，我们证明了Landau极点的随机稳定性。当定态是不稳定的，根据相对大小的耗散和不稳定的特征值，我们发现三个不同的非线性制度：对于一个非常小的耗散，系统表现为一个纯粹的弗拉索夫方程;对于一个足够强的耗散，动力学呈现出与标准的耗散分岔相似;此外，我们确定了一个中间政权前两个之间的插值。非线性分析依赖于一个不稳定的流形展开，使用巴格曼表示的功能和运营商进行分析。由此产生的系列估计梅林变换技术。
2018-05-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Langevin equations: Markovian and non-Markovian dynamics
非马尔可夫随机Langevin运动方程相比，其相应的马尔可夫（本地）近似。当与完全非局部方程进行比较时，详细分析了局部逼近的有效性。当方程在局部形式可以被认为是一个很好的近似的条件，然后明确指定。根据涨落耗散定理，我们研究了加性和乘性噪声的情况，包括系统相关的耗散项。
2009-10-10 cond-mat.stat-mech hep-ph
Power-law distributions and fluctuation-dissipation relation in the stochastic dynamics of two-variable Langevin equations
我们证明了具有非齐次噪声和摩擦的一般二元Langevin方程可以产生许多不同形式的幂律分布。通过求解相应的定态Fokker-Planck方程，我们可以得到一个条件，在该条件下，这些幂律分布在远离平衡的系统中精确地产生。该条件是扩散系数和摩擦系数之间的能量依赖关系，因此它为具有幂律分布的非平衡系统提供了波动耗散关系。进一步，我们研究了能正确导出这种幂律分布的Fokker-Planck方程的具体形式，并给出了Klein-Kramers方程和Smoluchowski方程在一个复杂系统中的可能推广，该系统的定态解恰好是Tsallis分布.
2012-02-06 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.class-ph
Effective one-component model of binary mixture: molecular arrest induced by the spatially correlated stochastic dynamics
空间相关噪声（SCN），即以类似方式影响相邻粒子的热噪声，在软物质系统中普遍存在。在这项工作中，我们应用过阻尼SCN驱动的朗之万方程作为一个有效的，单组分模型的动态在稠密的二元混合物。我们推导出SCN的一致性波动耗散关系，表明它预测类似于玻璃化转变的分子停滞，即在无序相的动力学临界减速。我们发现，奇异耗散的机制是嵌入在耗散矩阵，伴随SCN。我们还能够确定的特征长度的集体耗散，发散在临界包装。这个新的物理量方便地描述了遍历和非遍历动力学之间的差异。该模型是完全解析可解的、一维的，并且允许粒子之间的任意相互作用。它定性地再现了在二元混合物中遇到的几种不同的被捕障碍模式，包括例如再入逮捕。该模型可以有效地与模式耦合理论进行比较。
2019-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Navier-Stokes Equation by Stochastic Variational Method
首次证明了随机变分方法可以从理想流体的作用出发自然地导出纳维-斯托克斯方程。在随机变分法的框架下，将动力学变量推广为随机量。然后，耗散的效果实现的波动耗散定理的直接后果。目前的结果表明，这种方法来描述更一般的耗散过程的潜在可用性。
2011-08-24 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Dissipation in Hydrodynamics from Micro- to Macroscale: Wisdom from Boltzmann and Stochastic Thermodynamics
该研究从微观尺度精确信息论热力学恒等式推导黏性流体宏观不可逆热力学，揭示熵产生的多粒子关联损失本质，通过分子混沌假设等恢复宏观理论，明确熵与耗散的信息论起源。
2024-06-27 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Exact c-number Representation of Non-Markovian Quantum Dissipation
与线性热浴相互作用的量子系统的约化动力学可以用随机薛定谔方程精确表示。将储层的所有记忆效应转化为噪声相关和平均场摩擦。结果表明，所产生的随机动力学的经典极限是一个广义的朗之万方程，和传统的量子态扩散恢复Born-Markov近似。非马尔可夫精确动力学，适用于任意温度和阻尼强度，举例说明了应用到耗散两态系统。
2002-03-08 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Nonequilibrium dissipation in living oocytes
生物体本质上是一个不平衡的系统。我们采用随机能量学的新发展，并依赖于一个最小的微观模型来预测这种动态耗散的机械能的量。我们的模型包括复杂的流变效应和非平衡随机力。通过进行活性微流变学和跟踪活卵母细胞的细胞质中的微米大小的囊泡，我们提供了前所未有的测量谱的耗散能量。我们表明，我们的模型与实验数据是完全一致的，我们用它来提供预测的注入和耗散的能量尺度参与积极的波动。
2016-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A handy fluctuation-dissipation relation to approach generic noisy systems and chaotic dynamics
我们介绍了一个一般的制定的波动耗散关系（FDR）举行也远离平衡随机动力学。这个版本的FDR的一个很大的优点是，它不需要固定的概率密度函数的显式知识。我们的公式适用于一般噪声分布的马尔可夫随机系统：当噪声是加性和高斯，关系减少到那些在文献中已知的;乘法和非高斯分布（如柯西噪声），它提供了准确的结果与数值模拟一致。我们的公式使我们能够重现，在一个合适的小噪声限制，确定性的，强非线性动力学模型的响应函数，即使在混沌行为的存在：这可能有重要的实际应用在几个方面，包括地球物理学和气候。作为研究的一个案例，我们考虑的Lorenz '63模型，这是典型的确定性动力系统的混沌特性。
2021-05-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Fluctuation-dissipation relationship in chaotic dynamics
我们考虑一个一般的N自由度耗散系统，该系统允许混沌行为。基于与动力学相关的Fokker-Planck描述，我们建立了漂移和扩散系数可以通过一组表征动力学系统稳态的随机参数以类似于非平衡统计力学中的涨落耗散关系的方式相关联。通过一个驱动双井系统的数值实验验证了所提出的关系。
2000-04-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Dissipation in small systems: A Landau-Zener approach
我们建立了一个由含时力驱动的费米能级的随机热力学，并与初始热化的能级相互作用，发挥水库的作用。驱动诱导连续避免系统和水库的水平内的Landau-Zener理论中描述的交叉。我们得到的系统动力学和热力学，并确定能量，工作，热量，熵和耗散。我们的理论完美地再现了使用两点测量方法获得的总能量的数值精确的量子工作统计，并提供了一个明确的非绝热跃迁耗散的表达式。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Application of Stochastic Variational Method to Hydrodynamics
本文将随机变分方法应用于理想流体的作用，导出了纳维-斯托克斯方程。在这种变分方法中，耗散的效果是实现作为波动耗散定理的直接后果。在前人工作\cite{kk1,kk2}的基础上，我们以更一般的形式对支持向量机的拉格朗日量进行参数化。所得方程的形式不变，但输运系数的定义有所改变。我们进一步讨论了支持向量机的制定使用的哈密顿量，并表明，变化的哈密顿量给出了相同的结果的情况下的拉格朗日。
2011-11-25 cond-mat.stat-mech hep-th nucl-th
Heat Dissipation Rate in a Nonequilibrium Viscoelastic Medium
像细胞皮层和组织这样的活的非牛顿物质在多个空间和时间尺度上被驱离平衡。嵌入这种介质中的粒子的随机动力学是非马尔可夫的，由广义朗之万方程给出。由于动力学的非马尔可夫性质，热耗散和熵产生率不能使用马尔可夫过程的标准方法计算。在这项工作中，计算散热，我们使用一个有效的马尔可夫描述的非马尔可夫动力学，其中包括度的自由介质。具体来说，我们计算的熵产生和热耗散率的非牛顿介质中的一个球形胶体的流变学是由一个Maxwell粘弹性元件并联的粘性流体元件，连接到不同的温度浴。这个问题是非平衡的原因有两个：由于不同的有效温度的浴介质是非平衡的，和粒子被驱动的外部随机力的平衡。当介质处于非平衡状态时，粒子的有效非马尔可夫动力学可能导致热耗散和熵产生率为负值。当考虑介质的自由度时，正性被恢复。当介质处于平衡状态，且唯一的非平衡分量是外部驱动时，从粒子的有效描述中获得正确的耗散。
2020-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Attaining entropy production and dissipation maps from Brownian movies via neural networks
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
量化熵产生（EP）对于理解介观尺度上的随机系统（如生物体或生物组装体）至关重要。然而，在不跟踪相关变量的情况下，从实验记录的时间序列图像数据中找出EP发生的位置和程度是具有挑战性的。在这里，我们应用卷积神经网络（CNN）（一种强大的图像处理工具），通过仅从电影中计算的无监督学习算法开发了EP的估计方法。结合CNN最后一层的注意力图，我们的方法不仅可以量化随机EP，而且可以产生EP的时空模式（耗散图）。我们表明，我们的方法准确地测量EP，并在两个非平衡系统，珠弹簧模型和弹性细丝网络创建一个耗散图。我们进一步确认高性能，即使有噪音，低空间分辨率的数据，和部分观察到的情况。我们的方法将提供一个实用的方法来获得耗散映射，并最终有助于揭示复杂系统的非平衡性质。
2021-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cs.LG
Fluctuation without dissipation: Microcanonical Langevin Monte Carlo
提出无耗散的连续时间微正则 Langevin 蒙特卡洛方法，证明其遍历性及指数收敛性，并在格点模型中展现出优于 HMC 的加速效果。
2025-05-04 cond-mat.stat-mech hep-lat stat.CO
