Heat flux direction controlled by power-law oscillators under non-Gaussian fluctuations
通过非谐相互作用耦合并受到非高斯浴的粒子链可以表现出自相矛盾的结果,例如热流从较冷的储层流向较热的储层。为了探讨一般的非谐性在介导的非高斯波动的贡献的热传播的方向的作用,我们考虑了一个链的幂律振荡器,与相互作用势$V(x) \propto |x|^α$,受到高斯和泊松浴在其两端。进行数值模拟和解决启发式的考虑,我们表明,一个可变形的潜在的热通量的双向控制。
2019-09-04 cond-mat.stat-mech
Free energy of a charged oscillator in a magnetic field and coupled to a heat bath through the momentum variables
在均匀外磁场存在的情况下,通过动量变量线性耦合到独立量子谐振子热浴中,获得了在谐振势中运动的带电量子粒子的平衡自由能的精确公式。我们表明,自由能有一个不同的表达式比坐标坐标之间的粒子和热浴振荡器的耦合。对于一个说明性的热浴光谱,我们评估的自由能在低温极限,从而表明,熵的带电粒子在零温度下消失,与热力学第三定律。
2013-04-26 cond-mat.stat-mech
Heat distribution of a quantum harmonic oscillator
我们考虑一个弱耦合到不同温度热浴的热量子谐振子。我们利用量子光学主方程解析地研究了两个系统之间的量子热交换统计。我们精确地计算了热分布的特征函数,并证明它验证了Jarzynski-Wójcik涨落定理。我们进一步评估的热概率密度在长的热化时间的限制,无论是在低温和高温制度,并通过计算其前两个累积量调查其时间演化。
2018-07-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative quantum oscillator with two competing heat baths
本文研究了谐振子通过其位置和动量与两个独立的、温度相同的热浴系统线性耦合的耗散动力学。我们认为,这个模型描述了一个大自旋的铁磁体。我们发现,两个热浴的一些效果部分相互抵消。这导致了意想不到的功能,如欠阻尼振荡和长弛豫时间在强耦合制度。这种耗散的部分阻挫可以归因于位置和动量的正则共轭性质。我们比较这个模型的情况下,一个单一的热浴线性耦合到中央振荡器的位置和动量。在这种情况下,强耦合的行为并不令人惊讶。研究了单、双波包量子纯度的动态演化。
2006-08-22 cond-mat.stat-mech
Accurate and Fast Estimation of the Continuum Limit in Path Integral Simulations of Quantum Oscillators and Crystals
本文提出一种基于谐振子或爱因斯坦晶体解析解启发的拟合外推方法,用于从原始路径积分模拟中精确且高效地估计量子振子和晶体的连续极限,显著降低计算成本。
2024-05-26 cond-mat.stat-mech
Quantum thermodynamic functions for an oscillator coupled to a heat bath
小型系统(在纳米物理学、量子信息等领域感兴趣)特别容易受到环境影响。因此,我们确定各种热力学函数的振荡器在任意温度下的任意热浴。最常见的讨论热浴模型:欧姆,单弛豫时间和黑体辐射的明确结果。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat fluctuations of Brownian oscillators in nonstationary processes: fluctuation theorem and condensation transition
我们研究了解析的几率分布的谐振子系综释放的热量的热浴,在非平衡弛豫过程中的温度淬火。本文着重研究非定常动力学中热分布的不对称性,以研究涨落定理随自由度的变化所采取的形式。在非常详细地分析了一个和两个振荡器的情况下,我们考虑了大量的振荡器的限制,其中的波动行为是丰富的凝聚过渡与非平凡的相图,其特征在于重入行为。数值模拟证实了我们的分析结果。我们还讨论并强调了如何从对称性破缺条件下的平衡波动研究中借用概念[Gaspard,J. Stat. P08021(2012)]在理解与标准波动定理的偏差方面是非常有用的。
2017-04-06 cond-mat.stat-mech
Heat transport in harmonic oscillator systems with correlated baths: Application to optomechanical arrays
我们研究了与独立热浴接触的$N$谐振子和耦合到一个共同的振子之间的声子输运,并导出了弱耦合极限下振子之间稳态热流的表达式。我们将这些结果应用到由一对机械谐振器组成的光机械阵列,该谐振器通过辐射压力耦合到单个量子化电磁场模式以及具有不同温度的热浴。在弱耦合的限制,该系统被证明是等效的两个相互耦合的谐振子在一个有效的共同的热浴接触,除了他们的独立浴。稳态占用数和热流推导和讨论在各种制度的利益。
2014-12-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat rectification with a minimal model of two harmonic oscillators
我们研究热整流在一个最小的模型组成的两个群众进行现场和耦合的线性力与有效的Langevin浴激光相互作用引起的接触。给出了稳态热流的解析表达式。在此线性系统中发现,如果浴温度和温度依赖浴系统耦合也交换不对称的热传输。
2020-10-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat transport through lattices of quantum harmonic oscillators in arbitrary dimensions
在d维耦合量子谐振子晶格中,我们分析了由两个不同温度的热浴所引起的热流,这两个热浴耦合到晶格的相对两端,重点是傅立叶热传导定律的有效性。我们提供的热流通过量子系统的非平衡稳态使用的行波近似和浴相互作用所描述的主方程的Lindblad形式的解析解。研究了弹道输运向扩散输运转变过程中局部失相的影响。
2012-04-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Simulation of heat transport in low-dimensional oscillator lattices
研究低维振子晶格中的热输运是一个艰巨的挑战。人们在理论上进行了努力,试图揭示各种热输运行为的内在机制。由于缺乏统一的严格处理,近似理论往往可能包含有争议的预测。因此,它是最终的重要性,人们可以依靠数值模拟在低维晶格中的传热过程的调查。将介绍使用非平衡热浴法和Green-Kubo方法模拟热传输。结果表明,一维、二维和三维动量守恒非线性晶格分别具有幂律发散、对数发散和常数热导率.接下来,还介绍了一种新的扩散方法。热扩散理论以一种直接的方式将能量扩散和热传导联系起来。这使得人们能够使用扩散方法来研究热传输的目的。此外,它还包含了有关热传输过程的基本信息,这些信息不容易通过其他方式收集。
2016-05-04 cond-mat.stat-mech
Heat Conduction, and the Lack Thereof, in Time-Reversible Dynamical Systems: Generalized Nosé-Hoover Oscillators with a Temperature Gradient
我们使用非平衡分子动力学来分析和说明平衡和非平衡(热传导)谐振子的一个恒温器和两个恒温器版本之间的定性差异。在相空间中,具有完全相同的温度场的保守非导热区可以与耗散导热区共存。
2014-04-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Normal Heat Conductivity in a strongly pinned chain of anharmonic oscillators
本文考虑一个受非平衡随机强迫的耦合强钉扎非谐振子链。假设定态近似为高斯分布,我们首先导出定态玻尔兹曼方程。通过局部化所涉及的共振,我们接下来反演线性化的碰撞算子并计算热导率。特别是,我们表明,高斯近似产生一个有限的电导率$κ\sim\frac{1}{λ^2T^2}$,为$λ$的非谐耦合强度。
2005-11-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Heat and work fluctuations for a harmonic oscillator
Kundu et al. [J. Stat. Mech.(2011)P03007]的方法计算了谐振子系统中热流的大偏差,并将其应用于谐振子阱中单个布朗粒子耦合到不同温度下的两个热浴的情况。本文研究了在给定时间间隔t内从一个熔池到粒子的总热流Q的矩母函数<exp[-sQ]> g(s)exp[tm(s)]的大t形式,得到了m(s)和g(s)的精确显式表达式。对于单粒子问题的一种特殊情况,即外随机力作用于与热浴耦合的谐振子所作的功,分析了矩母函数的大t形式,得到了该功的概率密度函数的精确大偏差函数和完全渐近形式.
2012-02-20 cond-mat.stat-mech
Multimode Brownian oscillators: Exact solutions to heat transport
本文针对多温度热库下的多模布朗振子非平衡热输运问题,提出一种代数方法以获得约化密度算符的精确时间局域运动方程,并数值验证了稳态热流结果,为开放量子系统非平衡统计力学提供了基础性工具。
2023-06-30 cond-mat.stat-mech
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
Heat conduction in chains of non-locally coupled harmonic oscillators: mean-field limit
我们考虑一维系统的所有到所有的谐波耦合粒子与任意质量,受到两个朗之万热浴。耦合对应于长程相互作用的平均场极限。此外,粒子可能会受到一个谐波的现场潜力,打破动量守恒。使用非平衡格林算子形式,我们计算的透射率,热流和局部温度,为任意配置的质量。对于相同的质量,我们分析表明,热通量衰减与系统的大小$N$,作为$1/N$,无论守恒或不的动量,并介绍或不的Kac因子。这些结果描述在良好的协议的热行为的系统具有小的异质性的质量。
2021-11-09 cond-mat.stat-mech
Strange Heat Flux in (An)Harmonic Networks
研究了高斯热浴驱动耦合振子系统脱离平衡时的热输运。我们用几个例子说明,这样的系统可以表现出“奇怪”的传输现象。特别地,热通量的{ \em循环}可能仅出现在三振子系统的稳态中。这表明热通量的方向通常不能从热浴的温度“猜测”。虽然我们主要考虑谐振子之间的谐波耦合,我们解释了为什么这种奇怪的行为下持续弱非谐扰动。
2003-05-06 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Underlying mechanisms for normal heat transport in one-dimensional anharmonic oscillator systems with a double-well interparticle interaction
以前的研究表明,当系统温度变化时,具有双阱型原子间相互作用的一维(1D)非谐振子系统(如$V(ξ)=-ξ^2/2+ξ^4/4$)中的超扩散到正常热输运的交叉。为了更好地理解这种不寻常的热传输方式,在这里,我们进行了直接动力学模拟,以检查三个物理量,即,热量、总能量和动量取决于温度。我们发现三个要点是值得注意的:(i)从超扩散到正常的热传输的交叉很好地验证了从一个新的角度热扩散;(ii)总能量的传播被发现是非常不同的热扩散,特别是在某些温度制度下,能量是强烈的本地化,而热可以是超扩散。因此,人们应该注意推导出热传导和能量扩散之间的一般联系;(iii)在一个狭窄的温度范围内,动量的传播意味着明显的不寻常的非弹道行为;然而,这种不寻常的动量传输不能直接关系到正常的热传输。声子谱的分析表明,也应该考虑声子软化的影响。所有这些结果可以提供见解建立宏观热输运和一维系统中的底层动力学之间的联系。
2016-04-21 cond-mat.stat-mech
One-dimensional lattice of oscillators coupled through power-law interactions: Continuum limit and dynamics of spatial Fourier modes
我们研究了一维周期晶格上的纯相位振子系统的同步。振子相互作用的强度衰减的幂律的分离沿晶格长度和归一化的大小依赖常数。幂律的指数$α$取在范围$0 \le α<1$内。振荡器频率分布关于其平均值(取为零)对称,并且在$[0,\infty)$上不增加。在连续极限下,振子的局部密度随时间演化遵循连续性方程,该方程表示动力学下每个频率的振子数量的守恒。该方程允许非同步态在相位和晶格空间上都是均匀的作为定态解。我们进行线性稳定性分析表明,当它是不稳定的,不同的空间傅立叶模式的波动有不同的稳定阈值,超过这个阈值,他们增长指数的时间依赖于傅立叶模式的速率。然而,数值模拟表明,在长时间内,所有非零傅立叶模式都随时间衰减,而只有零傅立叶模式(即,“平均场”模式)随时间增长,从而控制不稳定性过程并将系统驱动到同步状态。我们的理论分析得到了广泛的数值模拟的支持。
2012-06-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Time-Reversible Thermodynamic Irreversibility : One-Dimensional Heat-Conducting Oscillators and Two-Dimensional Newtonian Shockwaves
我们分析了两种不可逆模拟类型的时间可逆力学。第一种是暴露于具有坐标$q$、动量$p$和恒温器控制变量$ζ$的三维相空间中的温度梯度的耗散一维导热振荡器。第二种类型模拟了保守的二维$N$ -具有$4N$相变量$\{q,p\}$的经历冲击压缩的体液。尽管三个振子方程和所有的$4N$ manybody运动方程的时间可逆性,这两种类型的模拟是不可逆的,遵守热力学第二定律。但原因不同。不可逆振子寻找一个有吸引力的耗散极限环。同样不可逆的,但完全保守的,牛顿冲击波最终产生一个可逆的近平衡的稀疏风扇对。这两种类型的问题说明有趣的功能的李雅普诺夫不稳定性。
2022-10-12 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Kinetic Monte Carlo simulations of oscillatory shape evolution for electromigration-driven islands
采用动力学蒙特卡罗(KMC)模拟和连续介质理论研究了二维岛在电迁移驱动的周边扩散作用下的形状演化。KMC模型的能量学适用于Cu(100)表面,并且连续模型通过适当参数化选择取向相关的台阶刚度和台阶原子迁移率来匹配KMC模型。在700 K的连续介质理论预测的形状振荡定量验证的KMC模拟,而在500 K两种建模方法之间的定性差异被发现。
2006-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ideal Fermi gases in harmonic oscillator potential traps
研究了费米子理想气体在谐振子约束势中的热力学性质。这个问题和de Haas-van Alphen效应之间的类比进行了讨论,并用于获得各向同性和各向异性势的情况下的化学势和比热的分析结果。步状行为的化学势,首先注意到在数值研究中,得到解析和示出的结果在振荡行为的比热时,粒子数是不同的。这些振荡的起源是负责de Haas-van Alphen型效应的热力学势的那一部分。在低温下,我们分析表明,从预期的线性温度依赖性的比热有显着的偏差,再次作为德哈斯-范阿尔芬部分的热力学势的后果。结果给出了一个,两个和三个空间维度。在各向异性的情况下,我们展示了如何比热跳跃的振荡器频率的比例变化。
2005-05-12 cond-mat.stat-mech
Heat transport in oscillator chains with long-range interactions coupled to thermal reservoirs
我们研究了在不同温度下耦合到两个水库的远程相互作用转子和费米-帕斯塔-乌拉姆(FPU)振荡器阵列中的热传导。两个晶格位置之间的相互作用强度衰减为它们的距离的倒数的幂$α$。我们指出,有必要区分能源流向/从水库和系统内的。我们发现,水库之间的能量流动发生通过直接转移引起的长程耦合和扩散过程中通过链。为了这个目的,我们引入了一个分解的稳态热流,明确占这种直接转移的能量之间的水库。对于$0\leq α<1$,直接传递项占主导地位,这意味着系统可以有效地描述为一组振荡器,每个振荡器与热浴相互作用。此外,与储层交换的热流取决于热化区域的尺寸:在这种尺寸与系统尺寸$N$成比例的情况下,稳态电流与$N$无关。对于$α> 1$,热传输主要是通过沿链扩散发生的:对于转子传输是正常的,而FPU的数据是兼容的异常扩散,可能与$α$依赖的特征指数。
2017-12-21 cond-mat.stat-mech
Driven Brownian particle as a paradigm for a nonequilibrium heat bath: Effective temperature and cyclic work extraction
我们将基于涨落耗散比的依赖于频率的有效温度的概念应用于处于非平衡稳态的受驱动布朗粒子。使用该系统作为弱耦合谐振子的恒温器,该谐振子在整个频谱上根据相应有效温度下的正则分布热化。通过将振荡器从被动的“温度计”转变为热机,我们实现了从单个热库循环提取功,这仅由于其非平衡性质而可行。
2017-05-02 cond-mat.stat-mech
Building an irreversible Carnot-like heat engine with an overdamped harmonic oscillator
我们分析了非平衡卡诺循环建立在一个胶体粒子的谐波陷阱,这是沉浸在流体中,作为一个热浴。我们的分析是在过阻尼制度。循环包括四个分支:两个等温过程和两个\textit{locally}绝热过程。在后者中,浴槽的温度和谐波阱的刚度都随时间变化,但以这样的方式,平均热量在所有时间都消失了。所有的分支都以有限的速率扫描,因此,相应的过程是不可逆的,而不是准静态的。具体而言,我们感兴趣的是优化的热机,以提供最大的功率和表征的物理参数的相应值。在最大功率下的效率被证明是非常接近的Curzon-Ahlborn的约束在整个范围内的两个热浴的温度比,指出所提出的协议的接近最优。
2020-06-16 cond-mat.stat-mech
Quantum Brownian Motion of a charged oscillator in a magnetic field coupled to a heat bath through momentum variables
本文研究了在均匀外磁场存在下,在谐振势中运动的带电粒子通过动量变量与欧姆浴线性耦合时的量子布朗运动.我们分析了在经典高温域和量子低温域中由零点涨落控制的粒子均方位移的增长。我们还分析了位置响应函数和各种关联函数的长时间拖尾。我们注意到一些独特的特点,不同于通常的情况下,一个带电的量子布朗粒子在磁场和线性耦合到欧姆浴通过位置变量。
2022-08-27 cond-mat.stat-mech
Fourier law from a chain of coupled anharmonic oscillators under energy conserving noise
我们分析了热沿着一个链的粒子相互作用,通过非谐势组成的四次项,除了谐波二次项,并在其两端受到热库的传输。每个粒子还受到具有指数分布的等待时间的脉冲散粒噪声的影响,其效果是改变其速度的符号,从而保存链的能量。我们证明,这种能量守恒随机噪声的引入会导致傅里叶定律。在小散粒噪声强度和大系统尺寸下,热传导的行为服从有限尺寸标度关系。我们还表明,导热系数不是常数,而是温度的单调递增函数。
2013-05-03 cond-mat.stat-mech
Harmonic Oscillator in Heat Bath: Exact simulation of time-lapse-recorded data, exact analytical benchmark statistics
用一种对任意大小的时间步长都是精确的算法模拟了热浴中阻尼谐振子的随机动力学。精确的分析结果给出了关联函数和功率谱的形式,他们获得时,从实验时间推移记录计算。讨论了三种应用:(i)有限采样率和采样时间的影响,这里确切地描述,是类似的其他随机动力系统,例如能动的微生物和它们的时间推移记录的轨迹。(ii)任何实验系统都满足相同的统计数据,只要它被解释为有限温度下的阻尼谐振子,例如AFM悬臂梁。(iii)其他三个基本感兴趣的模型是有限温度下阻尼谐振子的极限情况;因此,它弥合了它们的差异,并描述了有限采样率和采样时间对这些模型的影响。最后,我们简要讨论了无量纲化。
2011-02-02 cond-mat.stat-mech physics.data-an q-bio.QM
Fluctuation theorems for harmonic oscillators
本文从实验上研究了谐振子在非平衡驱动下的能量输入和耗散的热涨落,并寻找涨落关系。我们研究了从平衡态到非平衡稳态的瞬态演化。波动关系实验获得的工作和热量,稳态和瞬态的演变。证明了转矩的两个时间处方的稳态波动定理。但在线性强迫的情况下,对系统所作的功满足一个瞬态涨落定理,而对系统所耗散的热则不满足。实验观察的统计和动力学性质的波动的角度,我们推导出的概率密度函数的工作和热量的解析表达式。我们首次得到了热的概率密度函数的解析表达式。实验和我们的模型之间的协议是优秀的。
2007-03-30 cond-mat.stat-mech
Quantum Langevin dynamics and the long-time behaviour of two charged coupled oscillators in a common heat bath
本文基于量子朗之万动力学研究公共热浴中两个带电耦合谐振子的长时间相关函数,揭示零温幂律衰减、质量差异及磁场回旋频率的作用。
2024-06-12 cond-mat.stat-mech
"Heat Flowing from Cold to Hot without External Intervention" Demystified: Thermal-Transformer and Temperature Oscillator
Schilling等人最近发表的一篇科学进展论文声称,“没有干预的热量从冷到热的流动”和“振荡热惯性”从根本上是错误的,并被戏剧化为奇迹,即使符合热力学第二定律也是公认的。没有什么“神奇和超越概念证明”的声称。它可以通过任何功产生装置来实现,通过任何合适的装置来存储(电磁感应器是有益的,但不像所要求的那样是必要的),并且这种存储的功随后在任何制冷装置中用于过冷身体。冷却装置通过功传递(热Transformer和温度振荡器)、非热绝热过程将温度转换到所需水平来工作。然而,在所有制冷部件中,“直接热传递”总是从较高温度到较低温度,无一例外-它不应被从冷环境到热环境的“通过功的热能的净传输”所混淆。不合理的索赔进行批判性分析和揭秘这里。
2020-01-30 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.pop-ph
Quantum Langevin equation of a charged oscillator in a magnetic field and coupled to a heat bath through momentum variables
得到了在均匀外磁场作用下,带电量子粒子在简谐势中运动并通过动量变量与量子热浴线性耦合的量子朗之万方程.浴缸被建模为一个独立的量子谐振子的集合。QLE包括一个不依赖于磁场的随机力和一个量子广义经典洛伦兹力。这些功能也存在于QLE的粒子浴耦合通过坐标变量的情况下。然而,也观察到显著差异。例如,QLE中的平均力由明确取决于磁场的记忆函数表征。随机力具有不同于坐标-坐标耦合情况下的相关性和换位子的修正形式。此外,耦合常数除了出现在随机力和平均力中外,还重整化了QLE中的惯性项和调和势项。
2011-10-24 cond-mat.stat-mech
Coupled quantum oscillators within independent quantum reservoirs
利用模型哈密顿量和相应的海森堡运动方程,得到了两个量子耦合振子在独立热浴中的量子朗之万方程组.导出并分析了耦合振子的平均能量和平均相互作用能的表达式。的相互作用能与耦合常数的非单调依赖性的证明和解释。示出了作为热浴温度差的结果的量的非平凡依赖性。
2012-07-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Temperature dependent maximization of work and efficiency in a degeneracy assisted quantum Stirling heat engine
提出了一种以谐振子系综为工作介质的量子斯特林热机。我们表明,在给定的频率谐振子量子斯特林热机(HO-QSHE)的效率可以在一个特定的比的热库的温度最大化。在谐振子的低温或等效高频极限下,HO-QSHE的效率接近卡诺效率。进一步分析了以盒中粒子系综为工作介质的量子斯特林热机。这里,在特定的蓄热器温度比下,功和效率都可以最大化。这些研究将使我们能够操作量子斯特林热机在其最佳性能。HO-QSHE的理论研究将为其实验实现提供动力,因为大多数真实系统可以近似为平衡附近小位移的谐振子。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heating of a semi-infinite Hooke chain
Institute for Problems in Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院机械问题研究所);Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University(圣彼得堡彼得大帝理工大学);National Research University Higher School of Economics(国立研究型高等经济大学)
本文研究带自由端的半无限胡克链的非定常弹道热输运,推导动力学温度的精确积分表示与两类连续介质描述,通过分析点热源供给揭示自由端附近的温度行为,所得结果可作为自由边界晶格热输运连续介质模型的基准。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech
Fourier's law from a chain of coupled planar harmonic oscillators under energy conserving noise
我们研究了热沿着一个链的粒子相互作用,通过一个谐波势,并在其两端的热库。每个粒子都有两个自由度,并且受到随机噪声的影响,该噪声在保持动能不变的同时产生速度的无穷小变化。这是通过一个朗之万方程与乘性噪声建模。我们表明,这种能量守恒随机噪声的引入导致傅立叶定律。通过一个近似的解决方案,成为精确的热力学极限,我们还表明,热导率$κ$的行为作为$κ= a L/(b+λL)$为大值的强度$λ$的能量守恒噪声和大链尺寸$L$。因此,我们得出结论,在热力学极限的导热系数是有限的,并由$κ=a/λ$。
2013-09-25 cond-mat.stat-mech
Specific heat of the ideal gas obeying the generalized exclusion statistics
在连续介质模型和紧束缚模型下,数值计算了服从广义不相容统计的理想气体的比热。在三维空间的连续介质模型中,低温时比热随统计参量的增大而增大,高温时比热随统计参量的增大而减小。我们发现,临界温度归一化的$μ_f$(费米能量)是0.290。在连续介质模型中,二维空间的比热与$g$无关,而在紧束缚模型中,二维空间的比热随$g$的变化而变化。从其独特的行为,GES颗粒的识别将是可能的比热。
2001-02-02 cond-mat.stat-mech
Steady state quantum transport through an anharmonic oscillator strongly coupled to two heat reservoirs
利用数值精确的基于热场的链映射矩阵乘积态(TCMPS)方法,研究了耦合到两个不同热浴中的单格点Bose-哈伯德模型非谐振子的输运性质.我们比较TCMPS的有效性,以探测强相互作用系统的非平衡动力学,无论系统浴耦合与全球主方程方法在Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad形式。我们讨论了现场相互作用,温度偏置以及系统浴耦合的稳态输运性质的影响。最后通过研究两个不同初态之间迹距随时间演化的非单调性,证明了非马尔可夫动力学的存在。
2020-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Multiple quantum harmonic oscillators in the Tsallis statistics
本文在Tsallis统计框架下研究多个量子谐振子,利用Barnes zeta函数推导能量、熵和热容表达式,并数值分析了不同期望值定义下这些量随$q$和$N$的变化规律。
2024-11-06 cond-mat.stat-mech
Energy current magnification in coupled oscillator loops
受量子介观系统中电流放大研究的启发,我们考虑了振子链经典模型中的声和热传输。耦合振荡器的回路连接到两个引线,通过这两个引线可以传输来自热浴的单色波或白噪声信号。我们期待在这个系统中的电流放大的可能性,由于一些不对称的两个手臂之间的循环。我们发现,电流放大确实是获得特定的频率范围。然而,积分电流显示的效果,只有在存在的钉扎电位的原子在引线。我们还研究了非谐性对电流放大率的影响。
2010-09-22 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
Unsteady thermal transport in an instantly heated semi-infinite free end Hooke chain
研究了具有任意初始温度分布的半无限长虎克链的非定常弹道热输运问题。动力学温度的演变提出了离散(精确)和连续(近似)配方的分析描述。通过对动力学温度场离散描述和连续描述的比较,揭示了后者的局限性。具体而言,远场动力学温度是很好地描述了连续的解决方案,然而,偏离附近和自由端(边界)。分析表明,热波从边界反射后,动力学温度的离散解在自由端附近发生跳跃。比较了半无限和无限虎克链中热传播的描述。目前的文件的结果,预计提供洞察非稳态热输运的半无限晶格。
2023-01-18 cond-mat.stat-mech
Asymptotic Behavior of Thermal Non-Equilibrium Steady States for a Driven Chain of Anharmonic Oscillators
考虑一个由有限个非线性链耦合到两个不同温度的热库的热传导模型。研究了不变测度的低温渐近性质。我们证明了,在这个极限,不变测度的特点是由一个变分原理。我们把热流与变分原理联系起来。主要的技术成分是一个扩展的Freidlin-Wentzell理论一类退化扩散。
2000-01-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The Equivalence of Dissipation from Gibbs' Entropy Production with Phase-Volume Loss in Ergodic Heat-Conducting Oscillators
吉布斯的热力学熵是由相体积的对数给出的,相体积本身响应于热库的热传递。我们比较了相体积损失与传热熵产生所描述的热力学耗散。它们的等价性被记录为计算机模拟的各态历经谐振子的恒温温度梯度的响应。在模拟中,一个或两个恒温器变量控制动能或动能及其波动。所有的运动方程都是时间可逆的。我们考虑强和弱控制变量。在任何情况下,相空间体积的时间平均耗散损失都与传热产生的熵相一致。线性响应理论很好地再现了通过计算机模拟获得的小梯度结果。这里考虑的恒温器是遍历的,并提供简单的动力学模型,其中一些只有三个常微分方程,同时保持能够再现吉布斯的正则相空间分布,并与不可逆热力学精确一致。
2015-12-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Classical Heat Transport in Anharmonic Molecular Junctions: Exact Solutions
研究了相互作用振子形成的非谐/非线性分子结的经典热输运的全计数统计。给出了具有任意温度偏置的过阻尼非谐结稳态热流的解析结果。研究发现,导热系数可以用与温度有关的有效力常数来表示。非谐性的作用被确定。给出了稳态热的二阶累积量的一般公式,以及两个温度作周期性调制时的平均几何热流。我们提出了一个非调和的例子,所有的热累积量可以准确地获得。对于有界单振子模型,我们发现其累积量与非线性势无关。
2013-03-12 cond-mat.stat-mech
Thermal conductance of a two-level atom coupled to two quantum harmonic oscillators
我们已经确定了一个系统的热导,该系统由一个二能级原子耦合到两个量子谐振子,在不同的温度下与热库接触。热通量以及原子布居和熵产生率的计算通过使用量子Fokker-Planck-Kramers方程和Lindblad主方程获得。计算是针对小的耦合常数值进行的。从这两种方法得到的结果表明,电导与耦合常数的平方成正比,在高温下,电导与温度的倒数成正比。
2017-03-18 cond-mat.stat-mech
Heat exchange for oscillator strongly coupled to thermal bath
本文针对经典谐振子与热浴双线性瞬时耦合的 Caldeira-Leggett 模型,检验 Jarzynski-Wójcik 热交换涨落定理中耦合功可忽略假设的有效性,发现该假设仅在很窄参数范围内成立,且可能出现异常能量交换。
2025-02-06 cond-mat.stat-mech
Non- Markovian Quantum Stochastic Equation For Two Coupled Oscillators
利用哈密顿算符得到了两个耦合量子振子与热浴相互作用的非线性朗之万方程组。利用这些方程的解析解,得到了输运系数的解析表达式,导出了非线性非马尔可夫噪声情况下的广义朗之万方程和涨落耗散关系。给出了两个耦合谐振子与热浴在坐标系中线性耦合时摩擦系数和扩散系数随时间变化的显式表达式。
2016-05-24 cond-mat.stat-mech nucl-th
Discrete and Continuum Thermomechanics
在本章中,我们讨论了一种从离散到连续描述固体热机械行为的过渡方法。对一维晶体、准一维晶体(具有纵向和横向运动的链)、二维和三维简单晶格的晶体等几种非谐系统进行了跃迁。宏观平衡方程是由质点运动方程导出的。宏观参数,如应力、热通量、变形、热能等,通过离散系统的参数表示。导出了与热压、热能和比容有关的封闭状态方程。讨论了用谐波近似描述热传导的方法。本文研究一维简谐晶体中的非定常弹道热传导。严格推导了该系统的传热方程。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Heat transport in long-ranged anharmonic oscillator models
本文详细研究了一维长程非谐振子系统中的热输运问题,如长程Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou模型。对于这些系统,长程非简谐势随距离呈幂律衰减,受指数$δ\geq 0$控制。对于这样一个不可积的模型,最近的一个结果引起了相当多的关注,这是令人困惑的弹道状运输观察到的$δ= 2$,让人想起可积系统。在这里,我们首先采用反向非平衡态分子动力学模拟密切关注的$δ= 2$输运在三个长程模型,并指出了一些问题的模拟方法。接下来,我们研究了能量弛豫的过程,并发现在某些情况下,$δ= 2$的弛豫可以相当缓慢。我们调用的概念的非线性本地化模式的激发,也被称为离散呼吸,并表明,缓慢的松弛和弹道式的传输特性可以一致地解释在一个新的脱钉的离散呼吸,使他们在$δ= 2$高度流动。最后,在存在四次钉扎势的情况下,我们发现长程模型在$δ= 2$处表现出傅立叶(扩散)输运,正如人们所期望的那样,短程相互作用系统的动量守恒被打破。这样的扩散制度没有观察到谐波钉扎。
2021-08-07 cond-mat.stat-mech
Quantum transient heat transport in the hyper-parametric oscillator
我们研究了非线性玻色子系统中的非平衡量子热输运,其中存在由两个腔之间的双光子跳跃引起的超参量振荡所控制的非克尔型相互作用。我们估计的热力学响应分析,通过构建$su(2)$代数的非线性哈密顿和预测,该系统表现出负激发模式。因此,这种特定形式的相互作用通过在粒子数量增加时诱导基态跃迁来实现系统的冷却,即使相互作用强度很小。我们证明了一个过渡的热流数值系统和浴之间的对称耦合的存在下,并显示在冷却阶段的长弛豫时间。我们比较克尔型玻色-哈伯德形式的相互作用诱导通过交叉相位调制,不表现出任何这样的过渡。我们进一步计算了两个浴在不同温度下的存在下的非平衡热流,并观察到非克尔型相互作用的冷却效应持续存在。我们的发现可能有助于利用系统的相互作用来诱导冷却来操纵量子态。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized Path Integral Energy and Heat Capacity Estimators of Quantum Oscillators and Crystals using Harmonic Mapping
针对量子振子和晶体,提出基于谐波映射的广义路径积分能量与热容估计量(HMA),通过耦合质心与内模式提升精度,优于传统质心维里估计量,为高效模拟奠定基础。
2024-08-20 cond-mat.stat-mech
Decoherence of Coupled Quantum Oscillators: Going Beyond the Caldeira-Leggett Approximation
我们使用Born-Markov近似计算了玻色子热浴中耦合谐振子系统的约化密度矩阵,并表明位置和动量的期望值像经典量一样演化。我们考虑的情况下,每个振荡器耦合到自己的水库,所有振荡器耦合到同一个热浴,指出这两个模型之间的差异。特别是,对于系统耦合到一个共同的水库,我们提出了一个不寻常的耗散机制,消失时,系统的动态gouverned由环境的低频模式(Caldeira-Leggett限制)。我们还解决了有趣的现象,杀虫剂诱导的相互作用。
2011-08-08 cond-mat.stat-mech quant-ph