Microscopic origin of universality in Casimir forces
在经典带电流体模型中,揭示了宏观导体间Casimir力普适性的微观机制。该模型由两个平板在空的空间在距离$d$包含经典带电粒子在热平衡(等离子体,电解质)。直接计算每单位表面的平均力,在大距离处,产生经典极限下的卡西米尔力的通常形式(由于模型不包含力的磁性部分,因此系数高达2)。普适性起源于导体中微观电荷关联所遵循的完美屏蔽和规则。如果其中一个平板被替换为宏观介电介质,力的Lifshitz理论的结果恢复。所使用的技术是迈耶展开和积分方程的带电流体。
2004-07-30 cond-mat.stat-mech
Comparison between quantum jumps and master equation in the presence of a finite environment
我们研究了最近提出的有限环境量子跃迁模型和主方程方法之间的等价性。我们从微观上导出了耦合到有限玻色子环境的量子比特的主方程,并证明了主方程与有限环境量子跃迁模型是等价的。我们分析表明,这两种方法产生相同的时刻的工作时,通过两个测量协议定义的工作,不包括相互作用能。然而,当使用功率算子方法计算的工作时刻相比,我们发现在工作时刻的形式的差异。为了数值验证我们的结果,我们研究了一个量子比特耦合到一个由十个二能级系统组成的环境。
2016-12-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
The origin of the distinction between microscopic formulas for stress and Cauchy stress
应力是在原子模拟中常规计算的。然而,从经典力学或量子力学导出的广泛使用的微观应力公式与柯西应力的概念不同,即,真正的机械压力这项工作研究了各种原子应力公式及其不一致性。利用标准的数学定理和力学定律,证明了柯西应力是由内力密度定义的明确结果,从而消除了长期以来对柯西应力基本性质的原子论基础的混淆,并导出了一个新的原子论应力公式,它具有明确的物理意义和明确的数值,满足守恒定律,与柯西应力的概念完全一致。
2016-09-08 cond-mat.stat-mech
Connecting short and long time dynamics in hard-sphere-like colloidal glasses
玻璃形成材料的特征在于在微观尺度上的间歇运动。粒子大部分时间都在它们的邻居形成的笼子里嘎嘎作响,很少跳到另一个笼子里。在分子玻璃形成器中,跳跃特征的温度依赖性,例如平均笼化时间和跳跃长度,表征弛豫过程,并允许对扩散率进行短时间预测。在这里,我们实验研究笼跳跃运动的二维硬球状胶体悬浮液,其中的体积分数是相关的参数控制的动力学减慢。我们表征的笼跳跃功能的体积分数依赖性,并表明,在分子系统中,它们允许一个短时间的扩散率预测。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum origin of quantum jumps: Breaking of unitary symmetry induced by information transfer and the transition from quantum to classical
测量将有关系统的信息传递给设备,然后进一步传递给观察者和(通常是无意中)环境。我表明,即使是不完美的复制必要的在这种情况下,限制可能的未受扰动的结果的正交子集的所有可能的系统状态,从而打破了量子叠加原理所隐含的希尔伯特空间的幺正对称性。结果,出现了偏好的结果状态。它们为“波包跃迁”提供了框架,指定了量子跃迁的终点,并通过指定其本征态来定义测量的可观测值。在量子达尔文主义中,它们是散布在整个环境中的多个副本的祖先--最合适的量子态,不仅能在退相干中幸存下来,而且能颠覆退相干,携带关于它们的信息--成为见证者。
2008-03-18 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Level 2.5 large deviations and uncertainty relations for self-interacting jump processes: tilting constructions and the emergence of time-scale separation
University of Nottingham(诺丁汉大学);Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, University of Nottingham(诺丁汉大学量子非平衡系统数学与理论物理中心)
本文研究了自相互作用跳跃过程的大偏差原理,通过倾斜构造揭示微观动力学与记忆驱动演化的时间尺度分离,并推导了动能和热力学不确定性关系,扩展了经典马尔可夫界限至非马尔可夫系统。
2026-10-23 cond-mat.stat-mech math.PR
On the Microscopic Origin of Cholesteric Pitch
我们提出了一个微观分析的不稳定性,手性分子的手征性时,微扰引入相位。我们发现,以前被忽视的短距离双轴相关性在确定的双相间距中起着至关重要的作用。我们提出了一个量化分子手性的序参量。
1997-02-11 chem-ph cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Origin of Regeneration Noise in Relaxation Oscillator and its Macroscopic Circuit Manifestation
本文扩充了现有的宏观电路噪声模型的相位噪声的弛豫振荡器显示噪声的微观来源,并解释了温度依赖性。噪声是由振荡器中的器件(晶体管)电容器上的过剩载流子伴随的能量波动引起的。这种涨落的物理来源是载流子的噪声,微观上,载流子分布在能级上(费米-狄拉克)。此外,该能量可以被解释为电路方式,使得其相对于电路状态变量的梯度对应于电流和电压的时间演化,即振荡器动态。三种方法:基于势能(宏观),自由能(微观),朗之万方程的基础上,被用来开发的噪声模型。在77 K-300 K温度范围内,对0.13 μ mCMOS工艺的振荡器进行了温度测量,并与模型结果进行了比较。趋势相当一致,其中高于交叉温度,相位噪声是温度的单调递增函数,而低于交叉温度,相位噪声保持相对恒定,并提供了基于Langevin方程的解释,扩展到量子区域。
2018-08-14 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Dynamical criticality in open systems: non-perturbative physics, microscopic origin and direct observation
驱动扩散系统可能会经历相变,以维持电流的非典型值。在某些情况下,这会导致时空轨迹的破碎,从而增加了这种波动的概率。在这里,我们揭示了宏观大偏差性质和这种自发对称性破缺的微观起源在开放的弱不对称排斥过程。通过研究电流和一个集体序参量的联合涨落,我们揭示了任意边界驱动的完整动力学相图,这是一个$\mathbb{Z}_2$的破缺跃迁。相关联的联合大偏差函数变得非凸的临界点以下,在那里观察到的可加性原理的麦克斯韦类违反。在微观水平上,动态相变与微观发电机的基态的新兴简并性有关,从微观发电机的简并性出发,遵循在非线性破碎相中的最佳轨迹。此外,我们在广泛的稀有事件模拟中观察到这种新的破环现象,证实了我们的宏观和微观结果。
2018-12-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Odd viscosity in active matter: microscopic origin and 3D effects
在普通流体中,粘度与耗散有关。然而,当时间反演对称性被打破时,可能会出现一种新型的非耗散“粘性”。最近的理论和实验的经典二维系统的主动自旋粒子的兴趣提高了奇粘度,但它在活性材料的微观理论仍然是缺乏。在这里,我们提出了这样的第一原理微观哈密顿理论,有效的二维和三维,显示奇数粘度存在于任何系统,平衡或不,与对齐的自旋组件。我们的工作实质上将奇数粘度的适用性扩展到3D流体中,并且具体地扩展到内部驱动的活性材料,诸如活物质(例如,肌动球蛋白凝胶)。我们发现有趣的3D效果奇粘度,如各向异性体剪切波的传播和伯努利原理的故障。
2021-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
On Microscopic Origin of the Fokker - Planck Kinetic Evolution of Hard Spheres
本文发展了描述由微量硬球和大量硬球环境组成的多粒子系统动力学演化的严格方法。我们证明了一个跟踪硬球在环境中的状态的演化可以描述的边缘分布函数的框架内由广义Fokker-Planck动力学方程和一个无限序列的明确定义的泛函这个功能。
2012-08-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.AP
Probing microscopic origins of confined subdiffusion by first-passage observables
示踪粒子在复杂拥挤环境中的亚扩散运动,如生物细胞,已被证明是广泛的。这种对布朗运动的偏离通常以均方位移(MSD)的次线性时间依赖性为特征。然而,亚扩散行为可以源于不同的微观场景,这不能仅仅通过MSD数据来识别。在本文中,我们提出了一个理论框架,允许计算分析第一次通过观测(平均第一次通过时间,分裂概率和占领时间分布)在无序介质中的任何尺寸。这种分析适用于两个代表性的微观模型的subdiffusion:连续时间随机游动与重尾等待时间,和分形扩散。我们的研究结果表明,第一次通过观测值提供的工具,明确区分两种可能的微观情况下的次扩散。此外,我们建议实验的基础上,第一次通过的观测,这可能有助于确定在复杂的媒体,如活细胞的亚扩散的起源,并讨论异常运输的影响,在细胞中的反应动力学。
2008-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Microscopic origin of ideal conductivity in integrable quantum models
非遍历动力系统显示出反常的输运性质。一个突出的例子是可积量子系统,其特殊性质是发散的DC电导率。在这封信中,我们解释了理想电导率的微观起源诉诸系统的热力学粒子含量。使用群论的论点,我们严格解决长期存在的争议,在没有化学势的自旋和电荷德鲁德重量的性质。此外,通过采用流体动力学的描述,我们设计了一种有效的计算方法来计算精确的Drude重量从固定电流产生的非均匀淬火从二分区的初始状态。我们在有限温度下的各向异性海森堡模型的方法,在整个范围内的各向异性,访问制度是无法达到与其他方法。非常值得注意的是,自旋德鲁德重量和渐近自旋电流率揭示了一个完全不连续的(分形)依赖于各向异性参数。
2017-07-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Hysteresis curves reveal the microscopic origin of cooperative CO$_2$ adsorption in diamine-appended metal-organic frameworks
Mg 2(dobpdc)(二胺)2形式的二胺附加的金属有机框架(MOF)以协同方式吸附CO2,表现出CO2占有率随压力或温度的突然变化。这种变化伴随着滞后。虽然滞后是一个firstorder相变的暗示,我们表明,滞后温度占用曲线与这种材料是定性的不同的曲线中看到的相变的存在下,他们反而是一致的CO2链聚合,在一维通道中的MOF,在没有相变。我们的微观模型的模拟再现了这种动态,并指出了合理控制的方式,在平衡和不平衡,在这类工业上重要的材料的合作吸附。
2020-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microscopic origin of excess wings in relaxation spectra of supercooled liquids
玻璃形成在不同的材料中遇到。实验表明,过冷液体的动态弛豫谱一般在玻璃化转变温度$T_g$附近变得不对称,其中在高频处出现扩展的幂律。这个“翅膀”的微观起源仍然未知,迄今为止无法模拟。在这里,我们开发了一种新的计算方法,并研究模型过冷液体的平衡动力学附近的$T_g$。我们证明了出现的幂律翼的数值谱,这源于在罕见的,局部区域的广泛分布的时间尺度上的放松。我们合理化的非对称形状的弛豫谱,通过构建一个经验模型相关联的异质激活动力学与动态促进,这是我们的模拟揭示的两个最小的物理成分。我们的工作提供了一个一瞥的分子运动负责玻璃形成在相关的实验条件。
2022-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft