Anomalous relaxation from a non-equilibrium steady state: An isothermal analog of the Mpemba effect
Mpemba效应表示一种异常弛豫现象，其中最初处于高温的系统比在较低温度下开始的系统冷却得更快。我们引入一个等温模拟这种效果的系统准备在一个非平衡的稳定状态，然后朝着平衡放松。在这里，驱动强度，它决定了初始的非平衡稳态，在原始版本中的温度的作用。作为一个范例，我们考虑一个粒子最初驱动的非保守力沿一维周期势。我们表明，从一个强驱动的初始状态的非对称势弛豫比从一个更弱的驱动至少为两个可能的驱动方向之一。这些结果首先通过微扰理论得到的潜力的强度，然后通过拓扑参数扩展到任意强度的潜力。
2022-07-07 cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction in a Di-atomic One-Dimensional Ideal Gas
我们提供了强有力的证据，证明在一维气体中，不相等质量的自由粒子弹性碰撞的能量输运是反常的，即傅立叶定律不成立。我们的结论是基于分析的依赖性的热流的粒子数，内部温度分布和格林-久保形式主义。
2002-04-02 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Anomalous heat conduction and anomalous diffusion in one dimensional systems
我们建立了一维系统中反常热传导和反常扩散之间的联系。它表明，如果颗粒的位移的均方是$<Δx^2> =2Dt^α (0<α\le 2)$，那么热导率可以表示为$κ= cL^β$与$β=2-2/α$的系统尺寸$L$方面。这一结果预示着正常扩散（$α=1$）意味着正常的热传导服从傅立叶定律（$β=0$），超扩散（$α>1$）意味着具有发散热导率的反常热传导（$β>0$），更有趣的是，（$α<1$）意味着具有收敛热导率（$β<0$）的反常热传导，因此，系统在热力学极限下是热绝缘体。现有的数据支持我们的结果。
2003-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Steady state thermodynamics for heat conduction
在Oono和Paniconi提出稳态热力学（SST）的基础上，我们发展了热传导系统稳态非平衡态的唯象理论。我们发现存在唯一的自洽热力学，并给出了具体的预言，即存在新的渗透压和共存温度的变化。这些预测允许人们通过与实验进行比较来测试SST的定量有效性。
2002-08-09 cond-mat.stat-mech
Dissipative Heat Decomposition in Stochastic Energetics: Implication of the Instantaneous Diffusion Coefficient in Nonequilibrium Steady States
利用非平衡稳态中的瞬时扩散系数，给出了耗散热的分解表达式。耗散热可以用三个扩散系数表示：瞬时、平衡和漂移。分解表达式的实验应用允许我们评估的散热率从单轨迹数据。我们还数值证明了这种方法。
2014-11-19 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Comment on "Anomalous heat conduction and anomalous diffusion in one-dimensional systems"
我们评论李和王最近的一篇论文[物理学评论快报。91，044301（2003）]，并认为他们的结果违反了不存在的特征时间尺度在subdiffusive系统。
2004-01-06 cond-mat.stat-mech
Maximum efficiency of steady-state heat engines at arbitrary power
本文讨论由两个热源维持的非平衡稳态状态下热机的效率。在线性不可逆热力学的一般框架内，我们推导出一个通用的上限的效率的发动机在任意固定的功率。此外，我们表明，稍微降低功率低于其最大值可以导致显着的效率增益。所提出的分析产生的精确表达式，这个增益和相应的上限。
2016-05-10 cond-mat.stat-mech
Steady state fluctuations of the dissipated heat for a quantum stochastic model
介绍了热传导的量子随机动力学模型。多级子系统耦合到不同温度下的储层。在水库中检测能量量子，允许研究熵耗散的稳态波动。我们的主要结果指出了其大偏差率函数的对称性。
2006-10-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Anomalous heat transport in classical many-body systems: overview and perspectives
在这篇综述论文中，我们的目的是说明最近的成就异常热扩散，同时突出开放的问题和研究前景。我们简要地回顾了低维经典非谐链现象的主要特征，并概述了扰动可积系统，长程力和磁场的影响的一些最新进展。一些选定的应用，在纳米材料科学的传热进行了说明。在第二部分中，我们讨论的耦合传输的异常传导的作用，并描述如何与异常（热）扩散系统允许一个更好的功率效率的权衡热粒子电流的转换。
2020-09-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Anomalous heat conduction and anomalous diffusion in nonlinear lattices, single walled nanotubes, and billiard gas channels
我们研究了低维系统中的反常热传导和反常扩散，从非线性晶格、单壁碳纳米管到台球气体通道。我们发现，在所有讨论的系统中，反常热导率可以与反常扩散联系起来，即如果能量扩散是$σ^2(t)\equiv <Δx^2> =2Dt^α (0<α\le 2)$，那么热导率可以用系统尺寸$L$表示为$κ= cL^β$ with $β=2-2/α$ .这一结果预示着正常扩散（$α=1$）意味着正常的热传导服从傅立叶定律（$β=0$），一种超扩散（$α>1$）意味着具有发散热导率的反常热传导（$β>0$），更有趣的是，（$α<1$）意味着具有收敛热导率（$β<0$）的反常热传导，因此，系统在热力学极限下是热绝缘体。现有的数值数据支持我们的理论预测。
2004-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Contributions of steady heat conduction to the rate of chemical reaction
我们推导了稳态热通量对化学反应速率的影响的基础上的线的中心模型，使用显式的速度分布函数的硬球分子的稳态Boltzmann方程的二阶。结果表明，二阶速度分布函数在计算中起着至关重要的作用，并与稳态Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）方程和信息论的结果进行了比较，发现它们之间没有质的差别。
2003-02-27 cond-mat.stat-mech
Anomalous heat conduction in one dimensional momentum-conserving systems
我们证明了对于动量守恒的一维系统，热导率$κ$一般随系统尺寸的变化而发散为$L^{1/3}.$
2002-05-14 cond-mat.stat-mech
Steady State Thermodynamics for Heat Conduction -- Microscopic Derivation
从微观力学出发，导出了导热非平衡稳态的热力学关系式。扩展的克劳修斯关系式使人们能够在实验上确定热流中的二阶非平衡熵。与之相关的香农式熵的微观表达是有启发性的。当热流一定时，推广的吉布斯关系提供了线性非平衡区热力学力的统一处理。
2008-04-30 cond-mat.stat-mech
Power-efficiency-fluctuations trade-off in steady-state heat engines: The role of interactions
我们考虑品质因数Q，它量化了动力系统建模的稳态热机中功率、效率和波动之间的权衡。我们表明，非线性散射理论，无论是在经典和量子力学，设置约束Q=3/8时，接近卡诺效率。另一方面，相互作用、不可积和动量守恒的系统可以达到Q=1/2的值，这是线性响应的普遍上限。这一结果表明，相互作用是必要的，以实现稳态热机的最佳性能。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Anomalous heating in a colloidal system
我们报告异常加热的胶体系统中，逆Mpemba效应的第一个观察，其中一个最初冷的系统升温速度比一个相同的温暖的系统耦合到同一个热浴。对于一个过阻尼，布朗胶体粒子在倾斜的双势阱中移动，我们发现一个非单调的依赖于系统的初始温度的加热时间，预测由相关的Fokker-Planck方程的本征函数展开。通过仔细调整参数，我们还观察到一个“强”版本的异常加热，其中冷系统比在稍微不同的条件下制备的系统以指数速度升温
2021-04-26 cond-mat.stat-mech
Extended Clausius Relation and Entropy for Nonequilibrium Steady States in Heat Conducting Quantum Systems
最近，在他们试图构建稳态热力学（SST），小松，Nakagwa，Sasa和Tasaki发现了一个扩展的克劳修斯关系的非平衡稳态在经典的随机过程。在这里，我们得到一个量子力学版本的扩展克劳修斯关系。我们考虑一个小的系统的利益，重视发挥作用的热浴的大系统。我们仅用真正的量子动力学，实现了小系统的导热非平衡稳态。研究了系统参数突变时稳态的响应，证明了用“多余热”代替“热”的扩展克劳修斯关系式在温差较小时是有效的。此外，我们表明，出现在关系的熵是类似的冯诺伊曼熵，但有一个额外的对称性，关于时间反演。我们相信，目前的工作开辟了一个新的可能性，在量子系统中的非平衡现象的研究，也证实了Komtatsu等人的方法的鲁棒性。
2011-12-20 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
Universal trade-off between power, efficiency, and constancy in steady-state heat engines
理想地，热机应当具有大的功率输出，接近卡诺效率操作，并且表现出恒定性，即，在这个输出中只表现出很小的波动。对于稳态热机，由两个热浴之间的恒定温差驱动，我们证明了这三个要求只有两个是兼容的。恒定性在数量上进入了功率和效率之间的传统权衡。因此，我们合理化和统一最近的建议，克服这个简单的权衡。我们的普遍约束的量子点太阳能电池的典范模型和布朗回转器提供机械工作对外力说明。
2018-05-14 cond-mat.stat-mech
Pressure and entropy of hard spheres in the weakly nonequilibrium heat-conduction steady state
采用连续介质方法计算了小热流密度稳态硬球系统的热力学量。压力、内能和熵的解析表达式在温度梯度的四阶近似下得到。结果表明，梯度对内能的贡献依赖于体积，而熵满足非平衡过程热力学第二定律。对3D、2D和1D尺寸执行计算。
2016-12-21 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
Localized heat perturbation in harmonic 1D crystals. Solutions for an equation of anomalous heat conduction
在这项工作中，精确的解决方案，描述异常热传播的一维谐振晶格中获得的方程。矩形，三角形，并考虑初始扰动的温度场。详细研究了初始矩形温度分布的解决方案。结果表明，解在波前附近的衰减与$1/ \sqrt{t}$成正比。在扰动区的中心，衰减与$1/t$成正比。因此，溶液在波前附近衰减较慢，留下清晰可见的峰值，可以通过实验检测到。
2017-02-25 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
Anomalous Heat Diffusion
考虑固相中的异常能量扩散，即，$MSD= \int (x -{\langle x \rangle}_E)^2 ρ_E(x,t)dx \propto t^β$，如由远离平衡的小的初始过剩能量扰动分布$ρ_{E}(x,t=0)$引起的。相关的总热平衡热通量自相关函数$C_{JJ}(t)$严格遵守有趣的关系，$d^2 MSD/dt^2 = 2C_{JJ}(t)/(k_BT^2c)$，其中$c$是特定的体积热容。其积分假定时间-局部Helfand矩关系;即$ dMSD/dt|_{t=t_s} = 2/(k_BT^2c)\int_0^{t_s} C_{JJ}(s)ds$，其中所选截止时间$t_s$由热传递的最大信号速度确定。假设平均非平衡热通量由反常热导率决定，能量扩散标度决定了相应的反常热导率标度行为。
2014-01-31 cond-mat.stat-mech
Fundamental aspects of steady state heat to work conversion
本文综述了分析稳态热功转换效率的理论方法，这在优化小型热机和制冷机效率的实时问题中至关重要。本文从非平衡统计力学和动力系统理论的抽象角度来看待这一实际问题。几个最近发现的一般机制优化的热电效率的品质因数进行了讨论，也在连接到打破时间反演对称的微观运动方程。这些理论和数学思想的实际相关模型的应用指出。
2013-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Kinetic Theory of a Dilute Gas System under Steady Heat Conduction
在温度梯度存在下，硬核分子的稳态Boltzmann方程的速度分布函数在密度和温度梯度为二阶时已被显式地得到。由硬核分子的速度分布函数计算了一些物理量，并与Maxwell分子和稳态Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）方程的结果进行了比较。发现了硬核分子与Maxwell分子在热力学量上的质的差异，并证实了稳态BGK方程与Maxwell分子属于同一普适类。
2004-04-15 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat capacity
稳态热力学和统计力学的发展，关键在于我们发展非平衡稳态（NESS）的平衡热力学概念的能力。本文考虑热容的发展。提出了一个修改后的定义，它继续保持相同的关系，稳态香农熵在平衡，从而提供了一个nesses热容量的治疗。
2013-11-27 cond-mat.stat-mech
Two Dimensional Nonlinear Nonequilibrium Kinetic Theory under Steady Heat Conduction
在存在温度梯度的情况下，硬盘分子的二维稳态Boltzmann方程已被明确地求解到密度和温度梯度的二阶。计算了二维状态方程和一些物理量，并与二维稳态Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）方程和信息论的结果进行了比较。我们已经发现，这些理论之间与三维情形相同的质的差异仍然出现在二维情形中。
2005-02-13 cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Diffusion
考虑固相中的异常能量扩散，即，$MSD= \int (x -{< x >}_E)^2 ρ_E(x,t)dx \propto t^β$，如由远离平衡的小的初始过剩能量扰动分布$ρ_{E}(x,t=0)$引起的。相关的总热平衡热通量自相关函数$C_{JJ}(t)$严格遵守有趣的关系，$d^2 MSD/dt^2 = 2C_{JJ}(t)/(k_BT^2c)$，其中$c$是特定的体积热容。其积分假定时间-局部Helfand矩关系;即$ dMSD/dt|_{t=t_s} = 2/(k_BT^2c)\int_0^{t_s} C_{JJ}(s)ds$，其中所选截止时间$t_s$由热传递的最大信号速度确定。假设平均非平衡热通量由反常热导率决定，能量扩散标度必然决定相应的反常热导率标度行为。
2013-08-25 cond-mat.stat-mech
Effective phonons in anharmonic lattices: anomalous vs normal heat conduction
利用有效声子理论，对一维非谐晶格中的热传导进行了解析和数值研究。结果表明，每个有效声子模都是准周期振荡的。通过对德拜公式中总热通量的功率谱进行加权，得到了一个统一的形式，可以解释无在位势的动量守恒晶格中的反常热传导和有在位势的晶格中的正常热传导.我们的结果与Fermi-Pasta-Ulam模型、Frenkel-Kontorova模型和$ϕ^4$模型等现有模型的数值结果符合得很好。
2006-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Anomalous mobility of a driven active particle in a steady laminar flow
我们研究，通过广泛的数值模拟，力-速度曲线的活性颗粒平流的稳定层流，在非线性响应制度。我们的模型的活性粒子依赖于色噪声项，模仿其持续运动的时间尺度$τ_A$。我们发现，活性粒子动力学表现出非平凡的影响，如负微分和绝对迁移率（NDM和ANM，分别）。我们探索空间的模型参数和比较所观察到的行为与被动粒子（$τ_A=0$）平流由相同的层流。我们的研究结果表明，NDM和ANM的现象是相当强大的考虑噪声的细节：特别是有限的$τ_A$一个更复杂的力-速度关系，可以观察到。
2018-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction and Anomalous Diffusion in Low Dimensional Nanoscale Systems
热传递是自然界中重要的能量传递过程。声子是半导体和电介质材料中主要的热载体。傅立叶定律与电导率的欧姆定律类似，是固体传热的基本定律。它指出，热导率是独立的样品规模和几何形状。虽然傅立叶定律在描述宏观热输运方面取得了巨大的成功，但它在低维系统中的有效性仍然是一个悬而未决的问题。本文综述了低维系统热输运的实验、理论和数值研究的最新进展，包括晶格模型、纳米线、纳米管和石墨烯。我们将证明，声子输运在低维系统超扩散，这导致了尺寸依赖的热导率。换句话说，傅立叶定律在低维结构中是崩溃的。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
From anomalous energy diffusion to Levy walks and heat conductivity in one-dimensional systems
本文研究了一维硬点粒子双原子气体中微扰的演化过程，并将其与能量扩散联系起来。其结果是，一个利维行走的描述，这是迄今为止调用的非相互作用粒子的背景下解释异常热导率在这里所示的扩展到真正的多体系统的一般情况下。我们的方法不仅提供了一个强有力的证据，能量扩散是异常的HPG，但证明肯定优于直接的方法来估计的热导率的发散率，原来是$0.333\pm 0.004$，在完全符合动力学重整化群预测（1/3）。
2005-07-19 cond-mat.stat-mech
Survival and extreme statistics of work, heat, and entropy production in steady-state heat engines
Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems IFISC (UIB-CSIC)（跨学科物理与复杂系统研究所）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information IQOQI, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；ICTP - The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）
研究推导了稳态热机中随机工作提取和环境热量耗散的有限时间生存概率的通用界限，并确定了时间依赖阈值的估计，这些阈值在给定概率下不被超越。长期情况下，最紧的阈值与随机熵产的大偏差函数成正比，扩展了熵产的martingale理论，并通过随机光电装置的数值模拟验证了主要结果。
2022-01-18 cond-mat.stat-mech
Full-counting statistics of information content and heat quantity in the steady state and the optimum capacity
考虑二分量子导体，分析了子系统中热量的涨落以及与子系统约化密度矩阵相关的自信息。利用多轮廓Keldysh技术，在子系统局部热量的约束下，计算Rényi熵或信息生成函数，由此导出条件自信息的概率分布.我们提出了一个等式，该等式将信息传输的最佳容量与0阶Rényi熵联系起来，0阶Rényi熵是整数分割成不同部分的数量。我们应用我们的形式主义的两端量子点。指出在定常状态下，约化密度矩阵与子系统的局部热量算符可以交换。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuation relations for heat engines in time-periodic steady states
最近导出了热机的涨落关系式。开始时，系统与较冷的浴接触。然后将系统耦合到较热的浴槽，并且周期性地改变外部参数，一旦关闭与热浴槽的耦合，最终将系统带回到其初始状态。本文取消了初始热平衡条件，导出了中心系统（热机）处于时间周期稳态（TPSS）时的涨落关系。经典热力学的卡诺不等式是涨落定理的直接结果，即使在TPSS中也是如此。对于不存在热浴和不提取功的特殊情况，我们分别得到了总熵的积分涨落定理和广义交换涨落定理。最近，微型热机已经在TPSS中实验实现。我们数值模拟相同的模型，并验证我们提出的定理。
2012-10-03 cond-mat.stat-mech
Anomalous temperature-dependent heat transport in one-dimensional momentum-conserving systems with soft-type interparticle interaction
本文用数值方法研究了具有软型（ST）非谐相互作用的一维晶格中的热输运行为。研究发现，随着系统温度的升高，尽管ST非谐性的引入使声子软化并降低了它们的速度，但这种非线性与硬型非线性（HT）一样，仍然不能完全阻尼最长波声子。因此，一个异常的温度依赖的热输运与某些标度性质类似的费米-Pasta-Ulam类系统与HT相互作用可以看出。我们从模拟的详细检查很好地验证了这种温度依赖性行为。
2017-04-22 cond-mat.stat-mech
Steady-state kinetic temperature distribution in a two-dimensional square harmonic scalar lattice lying in a viscous environment and subjected to a point heat source
本文研究了处于粘性环境中的无限二维方调和标量晶格中的热传导问题。晶格粒子的基本方程以随机常微分方程系统的形式陈述。我们执行一个连续化的过程，并推导出一个无限系统的线性偏微分方程的协方差变量。本文最重要的结果是确定性的微分差分方程描述的非稳态热传播的晶格和其稳态解的积分形式的解析公式描述的动力学温度分布所造成的点热源的一个恒定的强度。随机方程的数值解和得到的解析解之间的比较证明了一个非常好的协议无处不在，除了主要对角线的晶格（相对于点源位置），其中的解析解是奇异的。
2019-04-26 cond-mat.stat-mech
Steady-state phonon heat currents and differential thermal conductance across a junction of two harmonic phonon reservoirs
Institute of Physics, University of the Philippines Los Baños（菲律宾洛斯巴尼奥斯大学物理研究所）
研究了谐振子声子库通过弹簧耦合的junction中声子输运，发现热电流遵循傅里叶定律，热导在声子谱匹配时出现峰值，低温下高频声子排除影响热导最大值，耦合弹簧常数增加提升热导，且声子流方向不影响热导大小。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Temperature profile and boundary conditions in an anomalous heat transport model
描述了一个框架，用于研究耦合到模型中的热浴表现出异常热传导的影响。该框架被应用到谐波链与动量交换模型的非平凡的温度分布计算。在这种方法中，首先使用流体动力学（HD）方程来计算大但有限的链中的平衡电流-电流关联函数，明确地考虑到从耦合到热库产生的BC。利用线性响应关系，得到了异常电导率指数$α$和温度分布的积分方程。温度分布被发现是奇异的边界处的指数不断变化的耦合到热源所表示的BC。此外，还明确了谐振链与无相互作用的L{é}vy步行者系统之间的关系，其中谐振链的不同BC对应于L{é}vy粒子的不同反射系数.
2017-01-22 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
Anomalous latent heat in non-equilibrium phase transitions
我们研究了双温系统中的一级相变，由于时间尺度的分离，所有的基本物理量（自由能，熵等）都是定义良好的。发现潜热的符号是违反直觉的：当从温度和熵较高的阶段到这些量较低的阶段时，它是正的。这种效应只存在于平衡之外，需要相互冲突的相互作用。它显示在铁磁相互作用自旋1/2粒子的格子气模型上。
2005-11-27 cond-mat.stat-mech
Counting statistics of heat transport in harmonic junctions -- transient and steady states
我们研究了在给定的时间间隔$t_M$，通过一个有限的谐波链，称为中心$(C)$，这是连接到两个热浴，左$(L)$和右$(R)$，这是保持在两个不同的温度下的热传递的统计。中心原子受到外部时间依赖力的驱动。基于两次测量的概念，采用非平衡格林函数（NEGF）方法，计算了左电极导线（$Q_L$）输出热量的累积母函数（CGF）。CGF可以简明地表示为中心的格林函数和一个自变量移动的铅的自能。CGF的表达式是有效的瞬态和稳态制度。我们考虑三种不同的初始条件的密度算子和数值显示，一维（1D）的线性链，如何瞬态行为彼此不同，但最终接近相同的稳定状态，独立的初始分布。我们还推导了联合概率分布$P(Q_L,Q_R)$的CGF，并讨论了$Q_L$和$Q_R$之间的相关性。我们计算了进入水库的总熵流。在稳态下，我们明确表明，CGF服从稳态涨落定理（SSFT）。采用$\hbar \to 0$得到经典结果。该方法也适用于电子数和电子能量的计数，其中相关的自能是由通常的铅自能通过乘以相位或移动轮廓时间，分别获得。
2011-11-26 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
Exact solution of a Levy walk model for anomalous heat transport
在一维系统反常热传导的背景下研究了Levy行走模型。在这个模型中，热载体执行列维行走，而不是正常的扩散，如傅立叶定律的系统中所预期的。在这里，我们精确地计算平均热流，其波动的大偏差函数和Levy-walk模型的温度分布保持在一个稳定的状态，通过接触两个热浴（开放的几何形状）。我们发现，电流是非局部连接到温度梯度。正如在最近的力学模型模拟中所观察到的那样，在开放几何中，电流波动的所有累积量都具有相同的系统尺寸依赖性。对于环的几何形状，我们认为，一个大小相关的截止时间是必要的Levy步行模型表现为机械模型。对于足够大的系统尺寸，这种修改不影响在开放几何结构中的运输结果。
2013-02-10 cond-mat.stat-mech
No-Go Theorem for Quantum Heat Engines Powered Purely by Quantum Measurements in the Steady Regime
Waseda University（早稻田大学）
研究了仅由量子测量驱动的量子热机在稳态 regime 中无法提取功的原理，指出需熵减少过程如反馈控制或热接触才能实现功提取。
2026-04-24 cond-mat.stat-mech quant-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
On the universality of anomalous one-dimensional heat conductivity
在一维和二维中，输运系数可能会偏离热力学极限，由于长时间的相关性相应的电流。有效的渐近行为是解决参考一维晶体中的热输运问题，模拟链的经典非线性振荡器。大量精确的平衡和非平衡数值模拟证实了有限尺寸热导率随系统尺寸$L$发散为$κ\propto L^α$。然而，指数$α=1/3$系统地偏离了最近文献[O. Narayan，S. Ramaswamy，Phys. Rev. Lett. { \bf 89}，200601（2002）]。
2003-10-02 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady state thermodynamics and fluctuations for stochastic systems
我们利用对系统所做的功和从系统中移走的热量来维持系统处于非平衡稳态，从而对这样的系统及其涨落进行类似于图解的描述。基于广义Onsager-Machlup理论的非平衡稳态，我们指出两个模糊的，不存在于平衡态，在定义这样的工作和热量：一个是由于非唯一性的时间反演程序和另一个由于多种可能性，以分离成工作和能量差的热在非平衡稳态。因此，对于这样的系统，功和热满足热力学第一和第二热力学定律以及它们的涨落定理的多个版本。唯一的定律和关系似乎只有在具体定义的系统中才能得到，用物理参数来选择相关的物理量。这在许多系统上得到了说明，包括电场中的布朗粒子、驱动扭转摆、电路和由温度差驱动的能量传递。
2007-08-24 cond-mat.stat-mech
Anomalous Heat Conduction in Quasi-One-Dimensional Gases
从三维线性化流体力学方程组出发，发现导热系数与$(L_x/(L_y^2 L_z^2))^{1/3}$成正比，其中$L_x$，$L_y$和$L_z$分别为系统沿$x$，$y$和$z$方向的长度，并考虑了$L_x \gg L_y, L_z$ .这种尺寸依赖性的必要条件被导出为$ϕ\equiv L_x/(n^{1/2} L_y^{5/4} L_z^{5/4}) \gg 1$，其中$ϕ$是临界条件参数，$n$是数密度。这种热导率的尺寸依赖性已被分子动力学模拟所证实。
2007-11-16 cond-mat.stat-mech
Generalized entropy and extensions of the second law of thermodynamics and the Clausius relation for quantum systems in steady heat conduction states
这篇论文已被作者撤回。至于原因，请参见本摘要的底部段落。通过推广Tasaki关于宏观量子复合系统两个平衡态之间绝热过程的热力学第二定律的工作，我们得到了第二定律对由感兴趣的系统和两个热库组成的宏观量子复合系统从初始平衡态到最终非平衡态的瞬态绝热过程的推广，其中感兴趣的系统处于稳定的热传导状态。对于感兴趣的系统，我们定义它的广义熵，使它成为一个实验上可测量的量，并完全满足克劳修斯关系的扩展。这篇文章已经被作者撤回，因为当处于稳定热传导状态的系统从两个库中分离出来，然后在第1.2节定义的温度T^bar处附着到一个库中，从而在T^bar处达到平衡态时，本文提出的广义熵违反了第二定律。在这个不可逆过程中，系统和水库的总熵保持不变，因此违反了第二定律。
2014-05-23 cond-mat.stat-mech
1D momentum-conserving systems: the conundrum of anomalous versus normal heat transport
一维非线性系统中的热输运和扩散{ \it守恒动量}通常被认为是有害的。然而，也有一些明显的例外，其中转子模型是一个突出的例子。因此，寻求出现，以确定在这些低维系统中的显着异常输运的起源。在这里，我们发展的理论，动量/热扩散和相应的动量/热输运。我们证明了动量扩散的均方差的二阶时间导数与总动量通量的平衡相关性成正比。这一结果反过来又涉及到，通过集成的动量通量相关性，一个有效的粘度，或等效地，底层的动量扩散。我们提出了一个有趣的假设，一个类似流体的动量动力学与{ \it有限粘度}导致{ \it正常}热输运;其推论是，超扩散动量扩散与固有的{ \it发散粘度}反过来产生{ \it异常}热输运。这一假设在很宽的时间尺度上得到了精确的分子动力学模拟的证实。假设的数值验证涉及三种不同的非线性对相互作用势的原型类：（i）全局有界对相互作用（著名的旋转体模型），（ii）无限的相互作用，在大距离（Fermi-Pasta-Ulam $β$模型，或用谐波对相互作用修正的转子模型）和（iii），一对相互作用势在短距离上是无界的，同时显示出渐近自由部分（Lennard-Jones模型）。
2015-04-01 cond-mat.stat-mech
Local Nonequilibrium Configurational Entropy in Quasi-one-dimensional Heat Conduction
在准一维系统中，粒子保持从左到右的有序，允许体积元与平均驻留在那里的粒子相关联。因此，单个粒子的性质可以给出体积元中的局部密度。随着不同温度的水库连接到系统的每一端，一个稳定的热流与异常的导热率的结果。局部组态熵密度计算从两个粒子的关联函数，局部变化的非平衡稳态。这种局部组态熵被认为是非平衡稳态的局部熵的组态分量。
2014-09-10 cond-mat.stat-mech
Too Close to Integrable: Crossover from Normal to Anomalous Heat Diffusion
具有三个守恒律的一维粒子链中的能量输运一般是反常的，属于Kardar-Parisi-Zhang动力学普适类。令人惊讶的是，一些例子中，一个明显的正常的热扩散被发现在一个大范围的长度尺度的报告。我们提出了一个新的物理解释这些有趣的观察。我们开发了一个尺度分析，解释了这可能发生在附近的可积极限，如，但不仅是，著名的户田模型。在这个极限下，热传输主要由具有非常大的平均自由程$\ell$的准粒子提供。在增加系统尺寸$L$时，可以观察到三种不同的区域：弹道区域、中间扩散区域以及最终到异常（流体动力学）区域的交叉区域。我们的理论考虑是支持的数值模拟的气体的双原子硬点粒子几乎相同的质量和弱扰动户田链。最后，我们讨论的情况下，扰动谐波链，它表现出一个不同的情况。
2020-09-15 cond-mat.stat-mech
Anomalous force-velocity relation of driven inertial tracers in steady laminar flows
研究了二维不可压缩层流中惯性示踪剂对外力的非线性响应。除了驱动外场$F$外，系统中的主要参数是示踪剂的噪声幅度$D_0$和特征斯托克斯时间$τ$。速度与力的关系显示出有趣的效应，例如负微分迁移率（NDM），即示踪剂速度作为所施加的力的函数的非单调行为，以及绝对负迁移率（ANM），即针对偏置的净运动。通过大量的数值模拟，我们调查的相图中的参数空间的模型，$(τ,D_0)$，确定区域NDM，ANM和更常见的单调行为的力-速度曲线观察。
2017-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
