Work Fluctuations and Stochastic Resonance
本文研究了布朗粒子在双势阱中的运动。该系统表现出随机共振现象。计算了在时间渐近状态下，系统在一个驱动周期内所做的功的分布。我们表明，波动的输入能量或所做的工作占主导地位的平均值。作为噪声强度的函数的在一段时间内所做的功的平均值也可以用于消除系统中的随机共振。我们还讨论了在这个特定的系统中的稳态波动定理的有效性。
2007-01-14 cond-mat.stat-mech
The Fluctuation Theorem for Stochastic Systems
涨落定理描述了满足或违反热力学第二定律的观测轨道的概率比。对于恒温的确定性非平衡系统，这一点已经用许多不同的方法得到了证明。本文证明了涨落定理对一类随机非平衡系统也是成立的。因此，该定理不依赖于可逆性或决定论的基本动力学。数值试验验证了理论结果。
1999-04-20 cond-mat.stat-mech
Power fluctuations in stochastic models of dissipative systems
我们考虑不同的模型的随机耗散方程和理论计算的概率分布函数（实际上是相关的大偏差函数）的时间平均注入功率需要维持一个非平凡的稳态。我们讨论的结果，特别是从我们的结果中得出的一些一般特征，这些分布在现实的耗散系统共享。
2004-09-24 cond-mat.stat-mech
Posterior probability and fluctuation theorem in stochastic processes
给出了随机过程涨落定理的一个推广。新定理是用后验概率来表示的，后验概率是通过贝叶斯定理引入的。在通常的涨落定理中，前向路径及其时间反演起着重要的作用，因此微观可逆条件是必不可少的。相反，在新定理中，微观可逆条件是不必要的。它表明，新的定理充分恢复以前已知的各种定理和关系，如Gallavotti-Cohen型波动定理，Jarzynski等式，Hatano-Sasa关系，当采用适当的假设。
2009-09-29 cond-mat.stat-mech
Stochastic resonance and heat fluctuations in a driven double-well system
研究了有限温度下周期性驱动（对称和非对称）双势阱系统。我们表明，平均热损失的系统的环境（浴）每周期的应用领域是一个很好的量化的随机共振。结果表明，在一个周期内，热波动总是大于功波动。所观察到的功和热的分布在共振附近表现出明显的不对称性。在大量的周期内的热损失满足传统的稳态波动定理，虽然这个量存在不同的关系。
2008-03-11 cond-mat.stat-mech
Current and fluctuation in a two-state stochastic system under non-adiabatic periodic perturbation
计算了两态随机系统在周期扰动下的电流及其涨落。该系统可以解释为细胞表面的通道或单个Michaelis-Menten催化酶。结果表明，周期性扰动会产生所谓的泵浦电流，并借助于几何相位解释计算了泵浦电流及其涨落。我们给出了一个简单的计算配方的统计电流，特别是在非绝热的情况下。计算方案是基于非绝热几何相位解释。利用Floquet理论计算了总电流及其涨落，发现电流的平均值具有类似随机共振的行为。相比之下，电流的波动不显示这种行为。
2008-10-23 cond-mat.stat-mech
Macroscopic current fluctuations in stochastic lattice gases
我们在宏观极限下研究晶格气体中的电流波动，扩展了以前文章中开发的密度波动的动态方法。更准确地说，我们得到的空间-时间波动的经验电流，其中包括以前的结果的大偏差估计。最近由Bodineau和Derrida建立的电流时间平均波动的大时间渐近估计可以在更一般的环境中推导出来。有模型，我们必须修改他们的估计，并介绍了一些明确的例子。
2004-10-01 cond-mat.stat-mech
Fluctuations in interacting particle systems with memory
我们认为，在多粒子系统中的长程时间相关性的影响，特别侧重于波动的典型行为。对于一类特定的记忆依赖，我们讨论修改的大偏差原理描述的概率罕见的电流，并显示如何超扩散行为可以出现。我们说明了一个内存依赖的版本的完全不对称的简单的排斥过程，以及指示连接到其他最近的工作的详细计算的一般框架。
2015-12-23 cond-mat.stat-mech
Test of the fluctuation theorem for stochastic entropy production in a nonequilibrium steady state
我们推导出一个简单的封闭的解析表达式的总熵产生沿单一的随机轨道上的布朗粒子扩散的周期势下的外部恒定的力量。通过数值模拟，我们计算的熵的概率分布函数和令人满意的测试塞弗特的积分涨落定理的基础上的许多预测。这个简单的模型的结果清楚地说明了实际的特点和影响来自这样一个结果的非平衡统计力学。
2006-12-11 cond-mat.stat-mech
The stochastic process of equilibrium fluctuations, of a system with long range interactions
具有长程相互作用的系统向平衡态的弛豫尚未完全理解。作为对这种理解的一个步骤，我们提出了一个模型系统与长程相互作用的动力学平衡涨落的研究。我们计算解析，从微观动力学，自相关函数的序参量。从这个结果，我们推导出解析的福克-普朗克方程，它描述了一个平衡浴中的单个粒子的冲击的随机过程。扩散系数是显式计算的。
2003-05-08 cond-mat.stat-mech
Response to an external field of a generalized Langevin equation with stochastic resetting of the memory kernel
本文研究在广义朗之万方程中引入截断幂律记忆核的随机重置，揭示其如何在自由粒子、谐振子势及记忆核截断三种情形下诱发随机共振，并分析重置对介电损耗的影响。
2025-04-09 cond-mat.stat-mech
Entropy and Thermodynamic second laws: New perspective - stochastic thermodynamics and fluctuation theorems
最近，在热力学第二定律问题上有了相当大的进展，这就是众所周知的熵增加定律或不可逆性。特别是，一种新的对称性称为Gallavotti-Cohen对称性被发现在非平衡（NEQ）波动，这导致了所谓的波动定理。热力学第二定律是涨落定理的一个简单的推论，人们可以从涨落定理中定量地预测NEQ过程违反熵增加定律的频率。违反消失在热力学极限，但可以观察到合理的小系统。本文简要介绍了随机热力学，并导出了各种涨落定理，包括总熵产生、功-自由能关系、过剩和持家熵以及信息熵。
2018-05-15 cond-mat.stat-mech
Non-Gaussian fluctuations in stochastic models with absorbing barriers
研究了具有吸收边界的一维随机模型的动力学问题。波动的分布分析的特点是在广义van Kampen展开，占高阶修正超出了传统的高斯近似。该理论成功地捕捉到非高斯特性的寻求分布返回一个很好的协议与模拟，为{ \it所有的时间}和任意{ \it接近}的吸收屏障。在大的时候，一个紧凑的分析解决方案的波动分布也得到了，弥合与以前的调查，在范坎彭图片和不诉诸替代战略，其他地方假设的差距。
2011-04-29 cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics and Hierarchy of Fluctuation Theorems with Multiple Reservoirs
我们重新制定随机热力学的Langevin系统的噪声实现与多个水库和研究结构的热力学第二热力学定律。当系统的一个自由度同时受到多个水库的影响时，也就是说，当噪声混合发生时，我们推导出一系列的波动定理。这些定理和相关的热力学第二热力学定律对朗之万系统的热力学提出了更严格的限制。我们将我们的研究结果应用于噪声混合环境中的随机机器，并证明我们的新边界在确定机器的潜在功能和性能方面起着至关重要的作用。
2018-07-31 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems in general stochastic processes with odd-parity variables
我们证明了奇宇称变量随机过程（时间反演下）的总熵产生被分成三部分，其中只有两部分满足积分涨落定理.一种是通常的过剩熵产生，它只能瞬时出现，称为非绝热。另一个原因则完全是由于细致平衡的破坏。不满足涨落定理的最后一部分来自于奇宇称变量的稳态分布不对称性，它是以非瞬态方式激活的。后两个贡献结合在一起作为内务（绝热）熵产生，其积极性是不能保证，除非当过剩熵产生完全消失。
2012-09-04 cond-mat.stat-mech
Stochastic approach and fluctuation theorem for charge transport in diodes
二极管中的电荷传输的随机方法是一致的电力，热力学和微观可逆性的法律。在该方法中，电子和空穴密度由扩散反应随机偏微分方程控制，电荷产生的电场由泊松方程确定。这些方程在空间离散的平均密度分布，平均电势，和电流-电压特性的数值模拟。此外，研究了载流子电流的全计数统计和包括位移电流的贡献的测量总电流。在局部细致平衡的基础上，涨落定理对两个电流都成立。
2018-04-20 cond-mat.stat-mech
Entropy reduction from a detailed fluctuation theorem for a nonequilibrium stochastic system driven under feedback control
本文从一个详细的涨落定理出发，给出了反馈控制下非平衡过程驱动的一般随机系统的熵约化。反馈控制器与系统的相互作用的效果是减少系统的熵。我们定义了单轨迹的熵约减，并证明了具有反馈控制的随机系统的总熵产生可以是正的，也可以是负的。对于具有速度依赖反馈控制的简单系统，以前曾研究过负熵产生[K。H. Kim和H. Qian，Phys. Rev. Lett. { \bf 93}，120602（2004）]。我们的一般方法提供了整体的积极或消极的熵生产速度依赖和位置依赖的反馈控制无关。
2011-04-26 cond-mat.stat-mech
Normal and Anomalous Fluctuation Relations for Gaussian Stochastic Dynamics
研究了产生反常扩散的高斯随机系统的瞬态功涨落关系。为此，我们使用朗之万方法，通过采用两种不同类型的加性噪声：（i）内部噪声，其中第二类波动耗散关系（FDR II）成立，以及（ii）外部噪声没有FDR II。对于内部噪声，我们证明了FDR II的存在意味着存在的波动耗散关系的第一种（FDR I），这反过来又导致传统的（正常的）形式的瞬态工作FR。对于由外部噪声驱动的系统，我们得到违反正常的FR，我们称之为异常FR。我们得出他们在长时间的限制，并证明存在的对数因子在FR中间的时间。我们还概述了可能的实验验证。
2012-10-16 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems for stochastic dynamics
涨落定理利用时间反演来预测远离热平衡的多体系统的熵产生。在这里，我们回顾了各种各样的不同的，但相互关联的，已经推导出的关系，并从理论和实验研究。值得注意的是，我们证明，在马尔可夫随机动力学的背景下，这些不同的波动定理如何产生一个简单的基本时间反演对称性的某一类观测。呼吁吉布斯熵的概念允许微观定义的熵生产方面的这些可观的。我们使用主方程方法，这导致了一个数学上简单的证明，并提供了直接洞察所涉及的数量的概率意义。最后，我们指出一些实验，阐明涨落关系的实际意义。
2007-08-02 cond-mat.stat-mech
Exactly solvable model of stochastic heat engine: Optimization of power, its fluctuations and efficiency
研究了一种基于过阻尼粒子在外驱动的时间周期对数调和势中沿正实轴扩散的随机热机。周期驱动由两个等温和两个绝热分支组成。在我们的具体设置中，我们验证了最近的普遍结果，在最大功率的效率和讨论的最佳协议的属性。也就是说，我们表明，对于某些固定参数的最优协议不仅最大化输出功率，而且效率。此外，我们还计算了输出功的方差，并讨论了减小输出功率波动的可能性。
2014-04-08 cond-mat.stat-mech
Non equilibrium current fluctuations in stochastic lattice gases
我们在宏观极限下研究了晶格气体中的电流波动，扩展了以前文章中开发的密度波动的动态方法。更准确地说，我们建立了一个大偏差原理的时空涨落的经验电流与率泛函$j$。然后，我们估计的平均电流的波动在一个大的时间间隔的概率，这个概率可以通过求解变分问题的功能$\mc I $。我们讨论了几种可能的情况下，解释为动态相变，这个变分问题。它们实际上发生在特定的模型中。最后，我们讨论了$\mc I$的时间反演性质，并导出了类似于Gallavotti-Cohen定理的熵产生涨落关系。
2005-06-24 cond-mat.stat-mech
Anomalous Fluctuations in Autoregressive Models with Long-Term Memory
研究了具有幂律型记忆核的自回归模型作为一个小时间尺度上具有自仿射分形行为的随机过程。我们发现数值的时间间隔的均方根位移增加的幂律小的时间，但在足够大的时间饱和。指数随内存内核的幂指数而变化。
2015-08-31 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Integral Fluctuation Theorems for Stochastic Resetting Systems
研究了重置系统的随机热力学。违反微观可逆性意味着众所周知的波动定理的推导打破了动态复位。尽管如此，我们证明了随机重置系统满足两个积分涨落定理。第一个是描述两个稳定状态之间的过渡的Hatano-Sasa关系。第二积分涨落定理涉及一个功能，包括动力学和热力学的贡献。我们发现Fuchs等人发现的第二定律不等式。重置系统[EPL，113，（2016）]可以在Jensen不等式的帮助下从这个积分涨落定理中恢复。
2017-09-27 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Unbounded memory advantage in stochastic simulation using quantum mechanics
在数字计算机上模拟真实量的随机演化需要在这些量的近似精度和存储它们所需的内存之间进行权衡。因此，模拟的统计精度通常受到模拟器可用的内部存储器的限制。在这里，使用计算力学的工具，我们证明了具有固定有限存储器的量子处理器可以以任意高的精度模拟实变量的随机过程。这证明了一个可证明的，无限的内存优势，量子模拟器可以表现出超过其最好的经典对应物。
2017-10-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Fluctuation Relations in Stochastic Thermodynamics
涨落关系是非平衡系统中的恒等式，在过去的20年里引起了人们的极大兴趣。这是一个由4个讲座组成的系列，讨论了非平衡过程随机方程建模中此类关系的各个方面。
2013-08-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
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
Fluctuation-response relations for nonequilibrium diffusions with memory
与其他粒子的强相互作用或来自介质对布朗粒子的反馈使有效动力学具有记忆效应。讨论了涨落耗散定理在具有记忆的非平衡Langevin系统中的推广。一个重要的应用是扩展萨瑟兰-爱因斯坦之间的关系扩散和流动性。非平衡修正包括动力学活动和粒子速度之间的时间相关性，这反过来又导致了关于驱动力和粒子位移之间的相关性的信息。
2013-01-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Memory function of turbulent fluctuations in soft-mode turbulence
模式弛豫动力学已被实验观察到，以澄清软模式湍流的物理性质，时空混沌中观察到的垂直排列的液晶。我们发现了一个对偶结构，动态交叉违反时间反演不变性，相应的时间尺度满足动态标度律。要指定的双重结构的起源，由于非热涨落的记忆功能已被定义的投影算子方法，并获得数值使用实验结果。记忆函数的结果表明，非热涨落可以分为马尔可夫和非马尔可夫贡献，后者称为湍流涨落（TF）。因此，弛豫动力学分为三个特征阶段：裸摩擦，早期和晚期阶段。如果由于TF的耗散占主导地位的马尔可夫贡献，裸摩擦阶段的合同，早期和晚期阶段，然后配置的双重结构。由于TF的记忆效应，导致在早期阶段的时间可逆的松弛，和由湍流混合的记忆消失，导致在后期阶段的简单的指数松弛。此外，由于TF的记忆效应被证明是源于称为补丁结构的特征空间相干性。
2013-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy production along a stochastic trajectory and an integral fluctuation theorem
对于随机非平衡动力学，如胶体粒子的朗之万方程或离散状态的主方程，沿着单个轨迹的熵产生进行了研究。它涉及到真正的粒子熵和周围介质中的熵产生。两个$Δs\t$的综合总和示出服从波动定理$<\exp[-Δs\t]> =1$为任意初始条件和任意时间相关的驱动在有限的时间间隔。
2005-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorem for stochastic dynamics
Gallavotti和Cohen的涨落定理适用于经历Langevin动力学的有限系统。在这样的背景下，所有非平凡的遍历理论问题都被忽略了，并且定理采用了特别简单的形式。作为特例，我们得到了一个适用于任意强场扰动平衡系统的非线性涨落耗散定理。
1998-02-22 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Erasing Classical Memory with Quantum Fluctuations: Shannon Information Entropy of Reverse Quantum Annealing
在三个超导量子退火器上通过逆向量子退火实验，利用磁畴壁分布的Shannon信息熵，研究了量子涨落导致的经典记忆丢失与保留的转变，确立了探测量子涨落与记忆相互作用的通用探针。
2025-09-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cs.IT
Fluctuation theorems in general relativistic stochastic thermodynamics
本工作基于广义相对论随机力学与热力学框架，聚焦轨迹层面，重新表述第一定律并证明涨落定理，强调完全广义协变性与观测者选择。
2025-02-03 cond-mat.stat-mech gr-qc
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
Irreversible effects of memory
分析了一类具有短程记忆和色噪声的Langevin方程的定态性。当不满足第二类涨落耗散定理时，动力学是不可逆的，即破坏了细致平衡。我们表明，该系统的熵产生率应包括注入的“记忆力”的权力。有了这个额外的贡献，波动关系在模拟中得到了相当好的验证。具有惯性的动力学和过阻尼动力学对于该附加功率产生相同的表达式。还讨论了第一类涨落耗散关系中的“记忆力”的作用。
2009-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Large Fluctuations in Stochastic Models of Turbulence
本文讨论了三种湍流模型中的间歇现象，采用分析和数值方法分析随机过程及其引起的概率分布。最初的章节提出了一个审查的统计理论的湍流和统计理论的领域适用于平衡物理。正文的两章分别用MSRJD泛函方法研究了RFD模型和Burgers模型。在这两个模型中的瞬子周围的波动对应的微扰修正进行了分析。最后一章给出了一个平稳的一维随机过程作为拉格朗日伪耗散涨落的模型。数值结果表明，该过程服从对数正态分布，并具有长程幂律相关性。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Fluctuation Theorems and Thermodynamic Inequalities for Nonequilibrium Processes Stopped at Stochastic Times
本文针对在随机时刻停止的非平衡过程，提出构造鞅的系统方法，建立停止时间涨落定理及比传统结果更强的热力学不等式，并通过熵产生、自由能耗散和耗散功进行数值验证。
2023-06-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Memory Effect in Upper Bound of Heat Flux Induced by Quantum Fluctuations
研究了量子布朗运动耦合到经典热浴中的热力学行为。然后，我们定义了一个热运营商推广的随机能量和显示的能量平衡（第一定律）和上限的期望值的热运营商（第二定律）。我们进一步发现，这个上限依赖于量子涨落引起的记忆效应，因此最大可提取功可以在量子热力学中定性地修改。
2016-10-13 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Gel'fand-Yaglom type equations for calculating fluctuations around Instantons in stochastic systems
近年来，瞬子演算已成功地应用于各种随机动力系统中稀有事件的尾概率估计。然而，在没有进一步校正的情况下，这些估计只能捕获指数缩放。在本文中，我们推导出一个一般的，封闭形式的表达式的领先的前因子的贡献的波动周围的瞬子轨迹的概率密度函数的计算一般可观。其关键技术是将Gel'fand-Yaglom递推计算方法应用于波动的适当离散的高斯路径积分，以获得产生波动行列式的矩阵演化方程。我们证明了这些预测和直接采样的例子激励湍流理论之间的协议。
2021-06-09 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Extended Thermodynamic Relation and Fluctuation Theorem in Stochastic Dynamics with Time Reversed Process
我们考虑一个由两个随机运动微分方程描述的随机模型，一个是随机向前演化的时间，另一个是向后的时间。我们进一步引入了两个过程的平均量，并按照关本的策略构造了扩展的热力学关系。利用这个关系，我们导出了关于引入的平均量的涨落定理，如Seifert关系、Jarzynski关系和Komatsu-Nakagawa非平衡定态。
2009-07-20 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Analytical study of non Gaussian fluctuations in a stochastic scheme of autocatalytic reactions
对自催化化学反应的随机模型进行了数值和解析研究。范坎彭微扰计划的实施，超越二阶近似，以捕捉非高斯特性所显示的模拟。该方法的目标是三阶矩的波动分布的特征，起源于一个系统的四个人口在相互作用。理论预测与模拟结果吻合良好，表明van Kampen展开式的有效性超出了传统的高斯解。
2011-04-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A Systematic Analysis of the Memory term in Coarse-Grained models: the case of the Markovian Approximation
通过Mori-Zwanzig投影算子形式主义的粗粒（CG）模型的系统发展需要明确描述几个方面，包括确定性漂移项，耗散记忆项和随机波动项。在许多应用中，记忆项和波动项通过波动耗散关系相关联，并且通常比漂移项更难推导。在这项工作中，我们分析了近似的记忆项，并提出了一个合理的基础上，数据驱动的方法来近似的记忆和波动的条款，可以考虑包括在类的马尔可夫的。
2021-09-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of large-scale jets in the stochastic 2D Euler equation
矩形区域内的二维湍流自组织成大尺度单向射流。虽然有几个结果来表征平均射流速度分布，但对波动的了解要少得多。本文研究了随机受迫二维Euler方程中的射流动力学。在平均射流速度分布相对于湍流波动缓慢演变的极限中，我们采用了多尺度（动力学理论）方法，该方法将射流动力学与雷诺应力的统计数据联系起来。我们分析研究了雷诺应力的高斯波动，并预测了射流速度协方差的空间结构。我们的结果同意定性以及直接数值模拟，清楚地表明，射流速度分布增强远离固定点的平均速度分布。在数量层面上对我们的预测进行数值检验，目前似乎还遥不可及。
2016-02-22 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Stochastic fluctuations and stability in birth-death population dynamics: two-component Langevin equation in path-integral formalism
本文通过路径积分形式分析双分量朗之万方程，揭示出生-死亡过程中随机涨落可动态生成驱动力，从而诱导非平凡的稳定平衡态，且该平衡态的形成至少需要两个随机变量。
2024-04-20 cond-mat.stat-mech hep-ph q-bio.PE
Relativistic fluctuations in stochastic fluid dynamics
本文围绕相对论流体中的非高斯涨落动力学，介绍并讨论了一种协变描述的最新理论形式体系。
2024-02-28 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Stochastic approach and fluctuation theorem for ion transport
我们提出了一种在介观水平上的离子输运的随机方法。该描述考虑了由固定和移动电荷产生的自洽电场以及这些移动电荷的离散性质。作为应用，我们研究了离子输运过程中的噪声，包括涨落电场产生的位移电流的影响。涨落定理对有和没有位移电流的电流都成立。
2010-12-08 cond-mat.stat-mech q-bio.QM q-bio.SC
Stochastic lumping analysis for linear kinetics and its application to the fluctuation relations between hierarchical kinetic networks
传统的生物分子行为研究主要依赖于动力学模型的构建。由于这些网络的选择是不唯一的，提出了一个问题是否以及在何种条件下，分层方案可以揭示相同的实验测量的波动行为和独特的波动相关的物理性质。为了澄清这些问题，我们将随机性引入到传统的集总分析中，将其从速率方程推广到化学主方程和随机微分方程，并提取了动力学和动力学等价网络在内外噪声作用下的涨落关系.这些结果为合理使用低维模型研究大分子波动提供了理论基础，更一般地说，为探索化学和生物动力学系统中不同层次的收缩网络中的随机特征提供了理论基础。
2015-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.MN
Continuous stochastic processes with non-local memory
研究了Mori-Zwanzig方程描述的非马尔可夫随机连续过程。作为一个出发点，我们使用马尔可夫高斯Ornstein-Uhlenbeck过程，并引入一个积分记忆项依赖于过去的过程到表达的高阶转移概率函数和随机微分方程。我们表明，所提出的过程可以被认为是离散时间高阶自回归序列的连续时间插值。得到了记忆函数（积分项的核）与两点关联函数之间的关系式。建立了该过程的平稳性条件。本文提出了一种产生具有指定对关联函数的平稳连续随机过程的方法。最后给出了非局部记忆过程的数值模拟实例。
2019-11-15 cond-mat.stat-mech math.PR physics.data-an
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
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
Fluctuations of stochastic charged cellular automata
本文将带电粒子碰撞的元胞自动机映射为彩色随机六顶点模型，求得精确全计数统计，发现净电荷为零时电流涨落服从单参数分布，并在纯反射与纯透射极限下分别内插于带电单行类分布与高斯分布。
2025-05-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic fluctuations can reveal the feedback signs of gene regulatory networks at the single-molecule level
了解自发随机波动与潜在基因调控网络拓扑结构之间的关系对于研究单细胞随机基因表达具有重要意义。通过求解具有非线性反馈调节的随机基因表达动力学模型中蛋白质拷贝数的稳态分布，揭示了单分子水平上随机波动与反馈拓扑结构之间的关系，为反馈环如何以及在多大程度上增强或抑制分子波动提供了新的见解.基于这种关系，我们还开发了一种有效的方法来提取的基因调控网络的拓扑信息从单细胞基因表达数据。通过数值模拟证明了该理论，更重要的是，通过对整合在人肾细胞中的合成基因电路的单细胞数据分析定量验证了该理论。
2017-10-24 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.MN
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
Fluctuation Spectra and Coarse Graining in Stochastic Dynamics
小型生物系统的波动对其功能至关重要。大偏差理论从随机过程的角度描述了这种罕见事件。在大多数情况下，很难直接确定大偏差函数。避开这个必要性，我提出了一种方法来量化的波动谱任意马尔可夫模型与有限状态空间。在非平衡条件下，类电流观测量是特别感兴趣的。所有类电流观测量的空间有一个自然的分解成正交补。值得注意的是，任何可观测的波动谱完全由这些分量之一决定。该方法适用于研究在不同的分辨率采样相同的动态设置的波动的差异。粗粒化将这些模型联系起来，并且可以以保留可观测值的期望值的方式进行。粗粒化对波动的影响不明显。这些差异是明确制定了一个简单的模型系统。
2013-11-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
