Fluctuation relations and coarse-graining
我们考虑应用波动关系的粗粒度系统的动力学，可能会出现在一个假设的实验中，其中一个系统是用低分辨率的测量仪器进行监测。我们分析了一个随机的，马尔可夫跳跃过程与一个特定的结构，自然适合粗粒度。一个扰动分析产生一个减少的随机跳跃过程，近似原始系统的粗粒度动态。这导致了一个非平凡的波动关系，近似满足粗粒度的动力学。我们通过计算一个特定的随机跳跃过程的大偏差来说明我们的结果。我们的研究结果强调了观察到的波动关系的偏差可能是由于存在未观察到的自由度的可能性。
2007-09-19 cond-mat.stat-mech
Cost of diffusion: nonlinearity and giant fluctuations
本研究提出一种带跳跃收费的扩散跳跃过程模型，其非线性成本受出租车计价器启发，发现轨迹成本在临界标化距离处存在巨涨落，成本分布在大偏差区有“冻结”相变，结果经模拟验证且适用于脱钉相变附近的弹性系统。
2023-06-13 cond-mat.stat-mech
Fluctuations in multiplicative systems with jumps
讨论了含有乘性幂律噪声和二次势的朗之万方程的涨落性质。噪声具有Levy稳定分布。如果这个分布被截断，协方差可以在大时间的限制下导出;它呈指数下降。协方差在稳定的情况下，研究柯西分布，表现出弱拉伸指数的形状，可以近似为简单的指数。该函数对系统参数的依赖性被确定。然后，我们考虑一个动力学，其中涉及上述过程，并遵守广义朗之万方程，高斯的情况下相同。由此产生的分布具有幂律尾部-类似于驾驶噪声的尾部-而中心部分可以假定为高斯形状。构造了一个大时间协方差为1/t的过程，并求解了相应的动力学方程。讨论了系统对于两个协方差的扩散性质。
2013-03-05 cond-mat.stat-mech
On and beyond entropy production: the case of Markov jump processes
为什么熵的导数几乎以其自身的性质来表征一个接近平衡的系统的状态，而在远离平衡的地方又会发生什么呢？我们解释的马尔可夫跳跃过程的框架内，为什么波动理论可以根据涉及熵产生的考虑，单独扰动时周围的细致平衡条件。变分原理，如最小熵产生原理，就是这样理解的。然而，远离平衡，动力学波动揭示了一个结构，其中时间对称部门至关重要地进入。密度和电流的涨落耦合在一起，动力学活动的时间对称概念成为熵产生的对应物和平等参与者。结果总结在一个扩展的Onsager-Machlup拉格朗日，预计在其二次近似是相当普遍的非平衡系统的宏观行为可以写在主方程自主描述的密度和电流的时间依赖性的小波动。
2007-09-27 cond-mat.stat-mech
Transport in disordered systems: the single big jump approach
在越来越多的强无序和稠密系统中，被外力场牵引的粒子的动力学表现出超扩散。在玻璃形成系统、过冷玻璃和污染物在多孔介质中扩散的背景下，建议用有偏连续时间随机游走来模拟这种行为。在这里，我们分析了远远落后于平均值的粒子羽流，与单大跳跃原则。揭示了异常的机制，我们展示了如何一个单一的捕获时间，最大的一个，是负责在系统中的罕见的波动。这些非典型的波动仍然控制着均方位移的行为，这是许多实验装置中动力学的最基本的量化器。我们展示了如何初始条件，描述无论是定态或非平衡的情况下，坚持永远在这个意义上说，罕见的波动是敏感的初始准备。为了描述最大捕获时间的波动，我们从极值统计中修改了Fréchet定律，考虑到大的波动与独立同分布随机变量所观察到的波动非常不同。
2019-11-12 cond-mat.stat-mech
Integral fluctuation theorem for the housekeeping heat
内务热$Q\hk$是在非平衡稳态中维持细致平衡所必需的耗散热。通过分析其几率分布的演化，我们证明了一个积分涨落定理$\mean{\exp[-βQ\hk]}=1$，它适用于任意的定态之间的驱动跃迁。我们讨论了高斯极限的情况和新定理与Hatano-Sasa和Jarzynski关系之间的区别。
2005-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum jump approach for work and dissipation in a two-level system
我们应用量子跳跃方法来解决一个驱动的两能级系统耦合到一个热浴的统计工作。我们演示了如何通过计算在重复实验中被环境吸收和发射的光子来分析这个问题。我们发现，常见的非平衡涨落关系是一致满足的。线性响应的通常波动耗散定理适用于弱耗散和/或弱驱动。我们指出经典和量子制度之间的质的差异。
2013-05-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exact calculation of the mean first-passage time of continuous-time random walks by nonhomogeneous Wiener-Hopf integral equations
我们研究了连续空间中的非对称连续时间随机游动的平均首次通过时间（MFPT），其特征在于具有有限均值的等待时间和具有有限均值和有限方差的跳跃大小。在渐近极限，这个良好的控制过程是由一个对流扩散方程和MFPT结果是有限的，当平流速度是在边界的方向。我们推导出一个非齐次Wiener-Hopf积分方程，允许精确计算的MFPT通过避免渐近极限，它出现依赖于整个分布的跳跃大小和平均值的等待时间，因此它适用于一般的非马尔可夫随机游动。通过一个相当普遍的家庭的跳跃大小的非对称分布，是指数的边界和任意的相反方向的情况下，我们的研究表明，MFPT确实是独立的跳跃大小分布在相反方向的边界。此外，我们还表明，存在一个长度尺度，这只取决于在边界的方向上的跳跃分布的功能，这样的边界附近的起点的MFPT取决于特定的整体分布的跳跃大小，在反对的普遍性出现的起点远离边界。
2023-01-09 cond-mat.stat-mech
Beyond the Big Jump: A Perturbative Approach to Stretched-Exponential Processes
Università degli Studi di Parma（帕尔马大学）；INFN, Gruppo Collegato di Parma, Università degli Studi di Parma（意大利国家核物理研究所帕尔马联合小组，帕尔马大学）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
本文提出一种扰动方法，扩展了大跳跃原理，用于研究具有伸展指数尾部的随机变量和的动态相变，通过高阶修正描述中等偏离，连接典型高斯波动与远尾行为，并扩展到连续时间随机游走。
2026-03-02 cond-mat.stat-mech
Milestoning Markov-jump dynamics: Stationary properties, thermodynamic consistency, kinetic hysteresis, and fluctuation symmetries
University of Oxford（牛津大学）；Max-Planck-Institute for Multidisciplinary Sciences（马克斯·普朗克多学科科学研究所）；University of Freiburg（弗赖堡大学）
本文推导了通用马尔可夫跳跃过程到可观测半马尔可夫动力学的精确粗粒化，证明了等待时间分解为条件独立的驻留和过渡时间，并展示了动力学滞后对耗散的持续影响。
2026-06-16 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The Memory Hidden in Response Fluctuations: Trajectory-Level Fluctuation-Response Theory and Inequalities for Non-Markovian Jump Dynamics
University of North Carolina-Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）
针对依赖历史的非马尔可夫跳跃过程，构建轨迹水平的波动-响应理论，推导精确有限时间/频率关系等，为记忆系统的响应特性提供量化分析框架。
2026-09-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantum jump model for a system with a finite-size environment
测量开放量子系统的热力学性质是一个重大挑战。量热探测是测量开放量子系统中功和涨落关系的一种可行的实验方案。然而，检测需要环境的有限大小，这影响系统动态。这个过程不能用标准的随机方法来模拟。我们发展了一个适用于耦合到有限尺寸环境的系统的量子跳跃模型。用这种方法研究了常见的涨落关系，并证明了它们是满足的。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Marcus versus Stratonovich for Systems with Jump Noise
著名的伊藤-斯特拉托诺维奇难题出现时，人们检查一个动力系统的乘法白噪声。在物理学文献中，这个难题经常被解决，而支持Stratonovich处方，因为它的两个特征性质对布朗运动驱动的系统有效：（i）它允许物理学家以与传统积分相同的方式处理随机积分，（ii）它自然地出现作为小相关时间限制程序的结果。另一方面，马库斯处方[IEEE Trans.通知。Theory 24，164（1978）; Stochastics 4，223（1981）]应该用来保留由Poisson过程、Lévy flights或更一般的跳跃过程驱动的系统的（i）和（ii）。在目前的通信中，我们提出了一个深入的比较伊藤，Stratonovich和马库斯方程的系统与乘性跳跃噪声。以面积值线性系统和一个带噪声频率的复振子（Kubo-Anderson振子）为例，比较了这三种方法的结果。
2014-05-31 cond-mat.stat-mech
Relations between and Estimations of Fluctuation Integrals and Direct Correlation Function Integrals
建立了混合物直接关联函数积分（或涨落积分）与浓度变量之间的新关系。这些关系表明，例如，对于二元混合物，三个直接关联函数积分中只有一个（或三个波动积分中只有一个）是独立的。提出了混合物交叉直接关联函数积分的不同闭合表达式，并将它们与精确关系式相结合，计算了混合物中的所有直接关联函数积分和涨落积分。结果表明，引入简单的封闭表达式有关的不一样和喜欢相互作用的直接相关积分的可能性。证明了硬球混合物的直接关联积分之间的关系可以用一个简单的几何平均闭包满意地表示。
2018-11-21 cond-mat.stat-mech
Fluctuation relations without microscopic time reversality: Generalized Green-Kubo relation and integral fluctuation theorem for uniformly sheared granular systems
我们推导出广义格林-久保关系和适用于均匀剪切颗粒系统中的微观时间反演对称性被打破的波动定理的积分形式。前一个关系提供了一个精确的表示非平衡稳态性能的时间-关联函数描述从初始静态到最终剪切稳态的瞬态动力学的积分。我们还调查的影响，积分波动定理的方法走向稳定状态和稳定状态的分布函数的可能形式的过剩热力学函数。
2009-06-10 cond-mat.stat-mech
Improved diffusive approximation of Markov jump processes close to equilibrium
Extropic Corporation（Extropic公司）
本文提出了一种改进的扩散近似方法，用于更准确地预测接近平衡的马尔可夫跳跃过程的稳态和瞬态性质，特别是在非平衡电子记忆中的误差率预测方面表现出色。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relations for many-body systems with fast jump rates and large occupancies
在快跳跃率和大占位数的极限下，出现了一个普适的非平衡涨落大$\mathcal{N}$理论。我们用这个理论来推导出一组粗粒度的热力学不确定性关系（TUR）-其中之一是一个活动界。重要的是，活动作为一个更严格的限制，在1D系统中的熵产生。这些结果是特别有用的多体政权，通常需要一个粗粒度的方法来处理大的微观状态空间。
2021-08-23 cond-mat.stat-mech
Dynamic correlations in an ordered c(2$\times$2) lattice gas
在结构缺陷浓度较低的条件下，得到了c（2 $\times$ 2）有序相（反铁磁有序）中具有最近邻排斥的二维格子气的动力学关联函数.它示出的有序状态的缺陷的位移是负责在探针区域中的粒子数的波动。导出了相应的动力学方程组，并在缺陷浓度的线性近似下求解。三种类型的强相关的复杂的跳跃被认为是和他们的贡献波动进行了分析。这些是多余粒子的跳跃，空位和触发器跳跃。动力学方法比我们以前的论文中使用的基于扩散方程的方法更一般。因此，在我们以前的理论不能给出正确结果的情况下，可以充分描述小时间波动的相关性。我们对探测区粒子数涨落的新的解析结果与蒙特卡罗模拟得到的结果一致。
2007-09-11 cond-mat.stat-mech
An integral fluctuation theorem for systems with unidirectional transitions
研究了具有一个或多个单向转移的马氏跳过程的涨落，其中$R_{ij} >0$但$R_{ji} =0$.我们发现这样的系统满足积分涨落定理。满足该定理的波动量是在双向跃迁中产生的熵和取决于由单向跃迁连接的状态中的停留时间的动力学贡献的总和。积分波动定理的收敛性进行了数值研究，并发现表现出相同的定性特征，在系统表现出微可逆性。
2014-09-14 cond-mat.stat-mech
A generalized integral fluctuation theorem for diffusion processes
利用Feynman-Kac公式和Cameron-Martin-Girsanov公式，给出了一般扩散过程的广义积分涨落定理（GIFT）.现有的综合金融工具可以被认为是其具体案例。我们解释这个定理的起源在随机系统的时间反演。
2009-04-13 cond-mat.stat-mech
Universal gap statistics for random walks for a class of jump densities
本文研究了$n$步的随机游动的顺序统计量，其跳跃是按照对称Erlang密度$f_p(η)\sim |η|^p \,e^{-|η|}$分布的，参数是一个非负整数$p$。我们的主要重点是统计的差距$d_{k,n}$之间的两个连续的最大值$d_{k,n}=M_{k,n}-M_{k+1,n}$，其中$M_{k,n}$是$k$ -th最大的RW之间的步骤1和步骤$n$。在大$n$的极限下，我们证明了能隙$P_{k,n}(Δ) = \Pr(d_{k,n} = Δ)$的概率密度函数达到一个定态密度$P_{k,n}(Δ) \to p_k(Δ)$ .对于大的$k$，我们证明了对于$d_{k,n}= O(1/\sqrt{k})$（和$n \to \infty$），能隙的典型涨落由一个非平凡的标度函数描述，该标度函数独立于$k$和跳跃概率密度函数$f_p(η)$，从而证实了我们关于典型涨落机制的普遍性的猜想（见G. Schehr，S. N. Majumdar，Phys. Rev. Lett. 108，040601（2012））。我们还研究了$d_{k,n} = O(1)$（和$n \to \infty$）间隙的大幅波动，并表明这两种间隙的典型和大幅波动状态平稳匹配。
2020-03-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The cost of resetting discrete-time random walks
本文研究随机重置下离散时间连续空间随机游走首次到达目标前的总代价分布，利用向后主方程将其归结为 Wiener-Hopf 方程并在 Laplace 空间精确求解。
2025-06-20 cond-mat.stat-mech
Many-species ecological fluctuations as a jump process from the brink of extinction
本研究发现在小迁移率下，多物种生态系统呈现大波动和长时间尺度的标度区间，物种丰度轨迹遵循非马尔可夫跳跃扩散过程，可作为高多样性生态系统内源性波动的指纹。
2024-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Path-integral analysis of fluctuation theorems for general Langevin processes
我们研究经典的，瞬态波动定理的统一框架内的朗之万动力学。我们明确区分违反细致平衡的非保守力的影响，和外部参数的变化所产生的非自治动态。当这两种非平衡行为的来源都存在时，自然会产生两个不同的涨落定理。
2006-06-29 cond-mat.stat-mech
On the symmetry of current probability distributions in jump processes
研究了马尔可夫纯跳跃过程中与时间积分电流相关的大偏差函数的对称性。已知具有这种对称性的一种电流是涨落熵产生，这就是涨落定理的内容。在这里，我们得到了一个必要条件，以便有一个不同于熵的对称大偏差函数的电流。这个条件与Schnakenberg网络理论中与基本循环相关的增量集合中的退化有关。此外，我们考虑4状态系统，我们明确表明，非熵的时间积分电流可以是对称的。我们还表明，这些新的对称性，是起伏定理的情况下，与时间反演。然而，只有当随机轨迹被适当地分组在一起时，这才变得明显。
2012-11-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Generalized integral fluctuation relation with feedback control for diffusion processes
我们推广了一个广义积分涨落关系的扩散过程，我们以前得到的反馈控制的情况。该一般关系不仅涵盖了现有的结果，而且还预测了其他未被注意到的波动关系。此外，我们发现，它的时间反演的解释自动出现在推导。这个有趣的观察导致了一个关于类熵量的另一个不等式，其下界得到了改进。两个反馈控制的布朗模型被用来验证结果。
2014-06-23 cond-mat.stat-mech
Dynamical equivalence classes for Markov jump processes
两个不同的马尔可夫跳变过程被恒定的热力学力从平衡态中驱动出来，在定态中可能有相同的电流波动。动态等价类的概念出现在这一声明中，由Andrieux提出的简单图上的离散时间马氏链。我们定义动态等价类的上下文中的连续时间马尔可夫链的多重图使用的对称部分的速率矩阵，定义的动态。反对称部分上的自由度是动力学等价类内部自由度的核心。它产生于热力学力在系统跃迁上的不同分裂。
2021-12-21 cond-mat.stat-mech
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
Stochastic thermodynamics for classical non-Markov jump processes
Kyoto University（京都大学）
本文提出经典非马尔可夫跳跃过程的随机热力学理论，引入傅里叶嵌入技术，推导了第二定律，并展示了两种新型非马尔可夫模型。
2026-08-05 cond-mat.stat-mech
Inertial Effects in Nonequilibrium Work Fluctuations by a Path Integral Approach
本文用路径积分方法讨论了有质量布朗粒子模型中使系统处于非平衡稳态的功涨落的惯性效应。我们计算了实验室和共动坐标系下的功分布函数，并证明了在任何初始条件下这些功的渐近涨落定理。在两个框架的工作波动之间的重要和可观察到的差异出现有限的时间，具体讨论了一个非平衡稳态的初始条件。我们还表明，对于有限次的时间振荡行为出现在质量大于非零临界值的工作分布函数。
2007-06-08 cond-mat.stat-mech
Collapse in $1/r^α$ interacting systems
在具有吸引力的$1/r^α$势的粒子微正则系综中研究了坍缩或类引力相变。一个平均场连续积分方程被用来确定一个鞍点密度分布，极值熵功能。对于所有的$0<α<3$，确定一个临界能量低于该系统的熵表现出不连续的跳跃。如果应用了有效的短程截止，则熵跳跃是有限的;如果没有，则熵发散到$+\infty$。一个稳定的积分方程的解代表一个最大熵的状态;相反的情况只有在这里引入的一个修正的积分方程才总是正确的。
2001-06-19 astro-ph cond-mat.stat-mech
Integral fluctuation theorems and trace-preserving map
本文通过将测量与演化整合到完全正的保迹映射中重写熵产生生成函数，揭示了积分涨落定理的物理起源，并推广至准概率情形。
2024-06-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measurement-Induced Crossover of Quantum Jump Statistics in Postselection-Free Many-Body Dynamics
Research Institute for Innovation and Co-Creation, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学创新与共创研究院）；Department of Physics, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学物理系）；Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics (NITEP), Osaka Metropolitan University（大阪公立大学南部阳一郎理论与实验物理研究所）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；Nonequilibrium Quantum Statistical Mechanics RIKEN Hakubi Research Team, RIKEN Pioneering Research Institute (PRI), RIKEN iTHEMS（理化学研究所先导研究机构（PRI）RIKEN iTHEMS非平衡量子统计力学RIKEN Hakubi研究团队）；Nonequilibrium Quantum Statistical Mechanics RIKEN Hakubi Research Team, RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR), RIKEN iTHEMS（理化学研究所先导研究集群（CPR）RIKEN iTHEMS非平衡量子统计力学RIKEN Hakubi研究团队）
研究连续监测多体系统中量子跳跃的子系统涨落，发现弱测量时服从泊松统计的体积律，强测量时出现超泊松统计的异常标度律，影响量子跳跃速率估计精度。
2026-06-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Integral Quantum Fluctuation Theorems under Measurement and Feedback control
我们推导出积分量子涨落定理和量子Jarzynski等式的反馈控制系统和存储器的记录结果的测量。所得到的等式包含了反映系统与存储器之间信息交换的信息量，并考虑了一般测量的反作用。由这些等式得到了测量和反馈控制下的广义热力学第二定律。
2013-10-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuations of work in nearly adiabatically driven open quantum systems
我们扩展的量子跳跃方法，以近磁驱动的开放量子系统的方式，允许一个准确的帐户的外部驱动系统与环境的相互作用。利用这个框架，我们构建了相应的依赖于系统上进行的工作，并推导出近绝热驱动的积分涨落定理和Jarzynski等式。我们表明，这样的身份举行，只要随机动力学和工作变量是一致的定义。我们数值研究了二能级量子系统的新兴功统计，发现传统的非绝热近似无法捕捉到驱动产生的一些突出特征，如功概率密度的连续性。我们的研究结果揭示了在未来的实验探测跳跃时间分布的驱动器穿着热交换使用准确的表达式的必要性。
2015-03-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Water rotational jump driven large amplitude molecular motions of nitrate ions in aqueous potassium nitrate solution
硝酸钾水溶液的分子动力学模拟揭示了硝酸根离子的高度复杂的旋转动力学，其中，叠加在预期的连续布朗运动上的是大幅度角跳跃，其耦合到水分子中的类似大幅度跳跃运动并且至少部分地由水分子中的类似大幅度跳跃运动驱动，所述水分子中的类似大幅度跳跃运动与氢键合的水分子中的变化相关联。这些跳跃对这些离子的旋转和平移运动有重要贡献。我们探讨了这些关联（或耦合）跳跃的详细机制，并引入了一个新的时间关联函数来分解电解质水溶液中溶剂和溶质的耦合取向跳跃动力学。时间关联函数提供了明确的时间常数的测定涉及的取向动力学起源于制作和破坏的氢键。我们发现了两种不同的机制，都耦合到密度涨落，但不同的类型。
2016-06-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
