Fluctuation of gauge field for general nonlinear Fokker-Planck equation and covariant version of Fisher information matrix
我们澄清了一般非线性Fokker-Planck方程与规范场与非平衡动力学和系统的Fisher信息之间的强联系。文献中提出了非平衡Fokker-Planck方程的阿贝尔规范理论的概念,其中相关曲率代表内部几何。我们提出规范场的涨落可以分解为三个部分。我们进一步表明,如果我们通过使用协变导数来定义Fisher信息矩阵,那么它会给出通量分量的相关性,但它不是规范不变的。
2013-10-10 cond-mat.stat-mech
Chain of kinetic equations for the distribution functions of particles in simple liquid taking into account nonlinear hydrodynamic fluctuations
在考虑非线性流体动力学涨落的情况下,得到了非平衡单粒子、双粒子和s粒子分布函数的动力学方程链。非线性水动力涨落的非平衡分布函数满足广义Fokker-Planck方程。应用Zubarev的非平衡统计算子方法。本文提出了一种计算流体动力集体变量非平衡分布函数的广义Fokker-Planck方程中流体动力集体变量结构分布函数及其流体动力速度(高斯近似以上)的方法。
2015-07-23 cond-mat.stat-mech
Microreversibility, fluctuations, and nonlinear transport in transistors
我们提出了一个随机的方法在晶体管中的电荷输运。在该方法中,电子和空穴密度由满足局部细致平衡的扩散-反应随机微分方程控制,电场由泊松方程确定。该方法符合电学、热力学和微观可逆性定律。用这种方法验证了晶体管在其工作条件下的信号放大效果。我们还进行了充分的计数统计的两个电流耦合在一起的晶体管,我们表明,波动定理的联合概率分布。包括位移电流也得到了类似的结果。此外,Onsager互惠关系和它们的推广,推导出的非线性输运性质的波动定理的数值结果是满意的。
2018-12-21 cond-mat.stat-mech
Typical and rare fluctuations in nonlinear driven diffusive systems with dissipation
本文研究了具有体耗散和边界驱动的非线性驱动扩散系统中耗散能的涨落。为此,我们从描述系统介观演化的涨落流体力学方程出发,将最近引入的宏观涨落理论推广到非线性驱动的耗散介质。有趣的是,与介观相空间中的路径相关联的作用量,可以导出宏观可观测量的大偏差函数,具有与非耗散系统相同的简单形式。这是微观动力学准弹性的结果,为了在中尺度扩散和耗散之间进行非平凡的竞争,需要这种准弹性。还导出了维持任意耗散涨落的最佳密度场和电流场的欧拉-拉格朗日方程。其微扰解表明,小波动的概率分布总是高斯分布,正如中心极限定理所预期的那样。另一方面,强烈分离的高斯行为观察到大的波动,与分布,显示没有负分支,从而违反了Gallavotti-Cohen波动定理预期从动力学的不可逆性。耗散大偏差函数表现出简单和一般的标度形式的弱耗散和强耗散系统,大的波动有利于在前一种情况下,但在后者严重抑制。(...) [see通过下载论文完成摘要]
2013-02-26 cond-mat.stat-mech
Broad class of nonlinear Langevin equations with drift and diffusion cofficients separable in time and space: Generalized n-moment, ergodicity, Einstein relation and fluctuations of the system
本文利用广义n阶矩研究漂移和扩散系数时空可分离的非线性朗之万方程,证明了系统的遍历性并导出广义爱因斯坦关系,同时表明前两个广义矩和方差可刻画系统漂移与涨落。
2023-11-24 cond-mat.stat-mech
Fluctuational electrodynamics for nonlinear media
我们发展了具有非线性光学响应的介质的涨落电动力学。在一个微扰的方式,我们修改随机亥姆霍兹方程来描述波动的非线性设置,在协议的波动耗散定理,并确定本地(Rytov)电流波动。我们展示了如何线性响应(散射问题的解决方案)的一个集合的对象被发现从单独的响应,隔离测量。作为一个例子,我们计算的Casimir力之间的非线性物体的结果接近线性光学大的分离,并偏离小的距离。
2016-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlinear response and fluctuation dissipation relations
在马尔可夫随机动力学的框架下,给出了任意阶伊辛自旋和连续自旋的非平衡涨落耗散关系(FDR)的统一推导。FDR的知识允许开发零场算法,用于响应函数的有效数值计算。两个应用程序。在第一个中,探测的存在下,一个不断增长的合作的长度尺度的问题被认为是在这些情况下,如在玻璃系统中,线性FDR是没有用的。在一维和二维的Edwards-Anderson自旋玻璃的测试情况下,说明了适当的二阶FDR的有效性。在第二部分中,考虑了通过非线性FDR定义非平衡有效温度的重要问题。结果表明,在粗化系统的情况下,由二阶FDR得到的有效温度与由线性FDR得到的有效温度是一致的。
2008-09-19 cond-mat.stat-mech
Symmetry in Full Counting Statistics, Fluctuation Theorem, and Relations among Nonlinear Transport Coefficients in the Presence of a Magnetic Field
研究了有限磁场作用下电子通过多端相互作用量子点的相干输运的全计数统计。微观可逆性导致了累积量生成函数的对称性,从而推广了量子输运背景下的涨落定理。利用这种对称性,我们推导出Onsager-Casimir关系的线性传输制度和非线性传输系数之间的普遍关系。
2007-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum fluctuation theorem for heat exchange in the strong coupling regime
研究了耦合到两个热库的多态杂质中的量子热交换。允许强系统浴相互作用,我们表明,稳态热交换波动定理成立,虽然动态过程非线性涉及两个水库。我们得到了累积量母函数的封闭表达式,并利用它得到了非线性热结中的热流及其累积量。
2011-06-02 cond-mat.stat-mech
Fluctuation relations without microreversibility in nonlinear transport
在线性输运中,涨落耗散定理将平衡电流相关性与线性电导系数联系起来。对于非线性输运,存在依赖于Onsager的微观可逆性原理远离平衡的涨落关系。然而,理论和实验都显示出偏离微可逆性的磁场不对称的电流-电压关系的形式。我们提出了新的波动关系的非线性输运在磁场的存在下,涉及电流关联函数在任何顺序在平衡的电流累积量的响应系数较低的顺序。我们说明我们的结果与一个电气马赫-曾德尔干涉仪的例子。
2008-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Harvesting Thermal Fluctuations: Activation Process Induced by a Nonlinear Chain in Thermal Equilibrium
我们提出了一个模型,其中的直接环境的一个系统是一个分子链,这反过来又是连接到热环境的朗之万形式。分子链由通过谐波或非谐波弹簧连接的质量组成。在这些链中的热波动的分布,强度和流动性是强烈依赖于弹簧的性质,并导致不同的过渡动力学的激活过程。因此,所有其它(温度、阻尼、链与微机械系统之间的耦合参数)相同,硬链可提供描述为扩散受限且在活化过程中更有效的环境,而软链可提供描述为能量受限且较不有效的环境。因此,对活化过程本身的理解的热环境的详细了解的重要性突出。
2000-03-20 cond-mat.stat-mech
Phenomenological order parameter and local parameters fluctuation far beyond the critical region of the continuous phase transition
在相变的扩展唯象方法框架下,指出局域临界原子参数与唯象序参量之间存在的非线性关系导致了相应的非线性温度标度变换.理论预测的一致函数很好地再现了不同体系中序参量的实验观测行为。
2014-11-12 cond-mat.stat-mech
Fluctuational electrodynamics for nonlinear materials in and out of thermal equilibrium
我们发展了在热平衡内外具有非线性光学响应的介质的涨落电动力学。从随机非线性Helmholtz方程出发,利用涨落耗散定理,微扰地得到了平均场、物理线性响应以及涨落和Rytov流的确定性非线性Helmholtz方程.我们表明,非线性光学的影响,在或出热平衡,可以考虑一个有效的,系统感知的介电函数。我们讨论的热辐射的平面,非线性表面,表明基尔霍夫的必须仔细应用。我们发现,非线性纳米球的光谱发射率原则上可以是负的,这意味着特定频率的热流逆转的可能性。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Nonlinear I-V, High Flux-Flow Velocity Instability and Evidence for Quantum Fluctuations in BSCCO Superconducting Films
通过测量BSCCO超导体的电流-电压特性随温度和磁场方向的变化,研究了混合态高温超导体BSCCO的大磁通-流速行为。我们找到了强有力的证据,涡旋-antivortex对,量子涨落激发,并有助于耗散时,由一个大的电流解离。
2000-07-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Nonlinear dynamic elastic moduli from equilibrium stress fluctuations
Ioffe Institute(约费研究所)
本文推导了非线性动态弹性模量的暂态相关函数表达式,基于DOLLS/SLLOD运动方程,通过平衡应力张量的关联函数和Born-动能项计算非线性时间依赖模量。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fluctuation properties of an effective nonlinear system subject to Poisson noise
本文研究了在摩擦和外部泊松散粒噪声的影响下,运动谐振势中粒子的功涨落。噪声的不对称性在电势中引起有效的非线性,这反过来又导致工作分布中的奇异特征。在解析解的基础上,我们发现,在这个模型中,传统的波动定理是违反的,即使分布表现出很大的偏差形式。此外,我们证明了各种时间尺度的相互作用导致的关键行为,如负波动函数和发散的工作分布在奇点。在一定的参数范围内,大的负功波动比相应的正功波动更容易发生,尽管平均功总是正的,与第二定律一致。
2008-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-coupling theory and the fluctuation-dissipation theorem for nonlinear Langevin equations with multiplicative noise
本文利用场论方法建立了一类带乘性噪声的非线性朗之万方程的模耦合理论。这些方程是实际胶体悬浮液的简化模型。我们证明了导出的方程与涨落耗散定理是一致的。我们还讨论了推广的结果在这里给真正的流体,和可能的描述过冷流体的老化制度。我们证明,标准的理想化模式耦合理论是不一致的FDT在严格的场论意义上。
2005-04-13 cond-mat.soft 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
Instantons, fluctuations and singularities in the supercritical stochastic nonlinear Schroedinger equation
本研究针对Josserand等人提出的有限时间奇点介导湍流随机非线性薛定谔模型,通过瞬子计算结合高斯涨落与零模,量化极端涨落对能量耗散率统计的影响,明确了准奇异事件主导湍流统计时涨落对标度的关键作用,且结果与直接模拟高度吻合。
2024-01-29 cond-mat.stat-mech nlin.PS physics.flu-dyn
Nonlinear Volatility of River Flux Fluctuations
我们研究了河流通量增量幅度的谱特性,波动性。波动率序列表现出(i)强季节性周期性和(ii)强幂律相关的时间尺度小于一年。我们测试的非线性特性的河流通量增量序列随机化的傅立叶相位,并发现替代波动序列(i)几乎没有季节性周期性和(ii)是弱相关的时间尺度小于一年。我们通过测量(i)季节性峰值处的功率谱的幅度和(ii)波动率序列的相关幂律指数来量化非线性程度。
2002-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Quantum fluctuations in modulated nonlinear oscillators
利用调制振荡器,我们研究了远离热平衡的量子涨落的几种效应。其中之一是量子加热,量子涨落导致共振调制振荡器在其准能(Floquet)态上的有限宽度分布。我们还分析了负责的quasienergy分布和切换状态之间的受迫振动的尾部大罕见的波动。我们发现这些波动的一个可观察到的特征,最可能的路径,其次是在罕见的事件,特别是在开关的准能量。我们还探讨了细致平衡条件被打破的最可几切换路径的不连续变化。对于受非共振场调制的振子,我们比较了场诱导振子冷却和加热的不同机制。
2013-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlinear Stress Fluctuation Dynamics of Sheared Disordered Wet Foam
剪切的湿泡沫在气泡变形中储存弹性能,通过气泡重排来释放应力。泡沫中气泡重排的不稳定性导致应力的有效随机下降,随后是弹性增加的时期。我们研究了超过三十年的应变率和近二十年的系统尺寸高度无序泡沫的全球特性。我们使用一系列的措施:平均应力,应力下降的分布,应力下降率,和归一化的波动强度的行为特征。基本上不依赖于系统大小。作为应变速率的函数,在$0.07 {\rm s^{-1}}$的剪切速率附近存在行为变化。
2003-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium transport and the fluctuation theorem in the thermodynamic behaviors of nonlinear photonic systems
本研究利用全计数统计理论分析非线性多模光子系统在正、负温区的粒子与能量非平衡输运,揭示环流效应并数值验证涨落定理。
2024-05-10 cond-mat.stat-mech physics.optics
Effect of nonlinear filters on detrended fluctuation analysis
我们研究了各种线性和非线性变换如何影响信号的标度特性,使用去趋势波动分析(DFA)。具体来说,我们研究了三种类型的变换:线性,非线性多项式和对数滤波器的效果。我们比较了变换前后信号的标度特性。我们发现,线性滤波器不改变相关特性,而非线性多项式和对数滤波器的效果强烈依赖于(a)在原始信号中的相关性的强度,(b)多项式滤波器的功率和(c)在对数滤波器的偏移。我们进一步研究了三个解析函数的相关性:指数,对数和幂律。虽然这三个函数一般具有不同的相关性,但我们发现,所有三个函数都具有广泛的变量值,它们表现出相同的缩放行为。我们进一步注意到,一类其他函数的标度行为可以简化为这三种典型情况。我们系统地测试了DFA方法在准确估计输出信号中的长程幂律相关性方面的性能,对于三种类型的滤波器中的不同参数值,以及我们考虑的三个解析函数。
2005-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Gaussian statistics of concentration fluctuations in free liquid diffusion
Sapienza University of Rome(罗马智慧大学);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
研究揭示自由液扩散中浓度波动的非高斯特性,通过非线性流体动力学分析与模拟,发现其不遵循中心极限定理,挑战传统扩散理论预测。
2025-09-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Fluctuation-enhanced frequency mixing in a nonlinear micromechanical oscillator
研究了欠阻尼微机械扭转振子中噪声增强的混频现象。振荡器由频率为$ω_d$的强周期性电压静电驱动进入双稳态。以接近$ω_d$的频率$ω$施加第二弱交流电压。由于系统的非线性,$ω$和$2ω_d-ω$都发生振动。白噪声被注入激励,允许系统偶尔克服激活障碍并在两种状态之间切换。在主驱动频率的两个状态的职业是近似相等的,我们观察到噪声引起的增强的振荡幅度在$ω$和下变频频率$2ω_d-ω$,与理论预测一致。这种增强是由于噪声引起的状态间跃迁与两个驱动频率之间的拍频同步而发生的。
2006-03-02 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Nonlinear Density Fluctuation Field Theory for Large Scale Structure
本文发展了牛顿自引力N体系统准平衡态密度涨落的有效场论,并将其应用于具有小密度涨落的均匀宇宙。在保持密度涨落为二阶的条件下,得到了包含3-pt关联和形式紫外发散的2-pt关联的非线性场方程.通过Groth-Peebles层次分析和质量重整化,方程在高斯近似之外增加了两个新的项,并以它们的系数为参数。利用超几何函数得到了解析解,并进行了数值验证。利用一组固定的两个参数,相关性$ξ(r)$和相应的功率谱P(k)同时匹配来自所有主要勘测(例如APM、SDSS、2dfGRS和REFLEX)的结果。该模型从场论的角度对大尺度结构的几个看似无关的特征给出了统一的理解。这一理论值得推广应用于研究膨胀宇宙中的演化效应。
2008-12-24 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Dual characterization of critical fluctuations: Density functional theory & nonlinear dynamics close to a tangent bifurcation
我们改进的描述之间存在的关系,在热系统中的临界集群和低维系统中的混沌开始附近的不稳定性。我们利用非齐次系统的物理力学语言和非线性动力学中的重整化群(RG)方法来提供一个更精确的、形式化的方法。这种显着的对应关系的描述包括,一方面,密度泛函形式主义,其中经典和量子力学类似物匹配的程序为一维集群,另一方面,RG固定点映射的功能成分,捕捉基本的动力学行为。我们提供的细节,如何上述的理论方法相互关联,并讨论高维(自由度)的现象和低维动力学之间的对应关系的影响。
2017-10-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Fluctuation Theorem in a Quantum-Dot Aharonov-Bohm Interferometer
本文研究了嵌入相互作用量子点的两端Aharonov-Bohm干涉仪中的全计数统计。我们引入了一个新的鞍点解的累积生成函数,它满足涨落定理和帐户的相互作用的平均场水平近似。非线性输运系数满足微观可逆性的普遍关系,虽然散射矩阵本身是不可逆的。由于相互作用,即使在平衡状态下,偏度也可以是有限的,并且与非线性电导的不对称分量成比例。
2008-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fluctuation spectra of weakly driven nonlinear systems
我们表明,在周期性驱动的系统,随着在驱动频率的δ峰,波动的谱密度显示额外的功能。对于弱驱动,这些可以是具有驱动振幅的二次高度的峰或谷。对于可以忽略惯性效应的系统,峰/谷通常位于零频率和驱动频率处。光谱的形状和强度非常敏感地依赖于系统动力学参数。为了说明这种敏感性和效应的一般性,我们研究了三种类型的系统:过阻尼布朗粒子(例如,光学捕获的粒子)、在状态之间随机切换的双态系统以及噪声阈值检测器。分析结果与数值模拟结果吻合良好。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
A nonlinear dynamical model of human gait
我们提出了一个非线性随机模型的人体步态控制系统在各种步态制度。正常人步态的步幅间隔时间序列具有轻微的多重分形波动特征。在平均步态的增加和减少下,波动的分形性质变得更加明显。此外,当步态被节拍器锁定时,这些波动中的长距离记忆就会丢失。人类的运动是由能够产生相关切分输出的神经元网络控制的。中枢神经系统与运动控制系统相连,它们共同控制步态周期本身的运动。节拍步态是由一个强迫非线性振荡器与周期性的外力与有意识的行动,以特定的方式行走相关联的模拟。
2002-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio
Beyond the linear Fluctuation-Dissipation Theorem: the Role of Causality
在本文中,我们重新审视传统的问题,连接系统的内部波动,其对外部强迫的响应,并扩展了经典理论,以便能够包括非线性过程。有了这个目标,我们试图加入的结果久保统计力学系统接近平衡,即其未扰动状态可以描述的正则系综,理论的色散关系,和响应理论最近开发的Ruelle为非平衡系统配备了一个不变的SRB措施。我们的推导突出了因果关系之间的紧密联系,以及在线性和非线性水平上明确连接波动和响应的可能性。我们首先展示了在一个相当一般的设置如何的形式主义的Ruelle响应理论可以用来推导出一种新的方式Kramers-Kronig关系连接的实部和虚部的线性和非线性响应外部扰动。然后,我们提供了一个正式的扩展,在每个顺序的非线性波动耗散定理(FDT)的一般系统具有光滑不变的措施。最后,我们专注于物理相关的情况下,系统接近平衡,我们提出了明确的波动耗散关系的磁化率描述的$n^{th}$阶响应的系统与适当定义的相关性的期望值的平衡合奏中采取的$n+1$观测。虽然FDT在线性情况下具有特别紧凑的结构,但在非线性情况下,将系统波动的统计特性与其对外部扰动的响应相结合需要变量的线性变化、简单的代数和和乘法以及多重卷积积分。这些操作虽然繁琐,但可以很容易地在数字上实现。
2012-02-06 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.chem-ph
Statistical Properties of a Fluctuation-Driven Nanomechanical Duffing Resonator
Boston University(波士顿大学);Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);James Madison University(詹姆斯麦迪逊大学);Sabanci University(萨班哲大学);Bilkent University(比尔肯特大学);Gordon College(戈登学院)
研究纳米机械双端固支梁振子的涨落非线性动力学,引入基于模式涨落振幅的有效温度,发现大振幅下非线性显著时有效热能降低、响应统计从高斯转为低峰态。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Heat current fluctuations and anomalous transport in low dimensional carbon lattices
采用分子动力学模拟和非平衡重要抽样方法研究了低维碳晶格的热输运。对于碳纳米管和石墨烯片的热传输被发现是异常的,违反傅立叶传导定律与系统尺寸相关的热导率和伴随的非线性温度分布。对于碳纳米管,发现热导率随着纳米管长度的平方根而增加,而对于石墨烯片,发现热导率随着片长度的对数而增加。特定的长度依赖性和非线性温度曲线将碳晶格置于具有非线性晶格模型的普适类中,并表明通过碳纳米结构的热传输更好地由Levy行走而不是简单的扩散来描述。
2019-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech