Nonequilibrium thermodynamics ?
27条评论（.）第二定律与非平衡系统
2003-01-12 cond-mat.stat-mech
Work Relation and the Second Law of Thermodynamics in Nonequilibrium Steady States
本文将Jarzynski的功关系和热力学第二定律推广到一个由外界介质作用的热传导系统。这些扩展包含一个新的非平衡贡献表示为违反（线性）的反应关系所造成的操作。我们发现，最小功原理的自然扩展涉及到时间反演操作的信息，并且远非简单。特别是当温度梯度很小时，我们的功关系可以用实验来检验。
2012-09-24 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynamics at the microscale: Work relations and the second law
对于宏观系统，热力学第二定律建立了与热库接触的系统所做的功与其自由能变化之间的不等式。对于微观系统，这个结果必须从统计学上考虑，因为围绕平均行为的波动变得很大。近年来，人们已经认识到，这些波动满足一些强大的和意想不到的关系，仍然有效，即使当系统被驱动远离平衡。我们讨论这些关系，并考虑它们揭示了热力学第二定律和在微观尺度上的不可逆性的性质。
2010-02-05 cond-mat.stat-mech
Zeroth law of thermodynamics for nonequilibrium steady states in contact
我们要问的是，当两个处于非平衡稳态的系统保持接触，并允许交换一个量时，会发生什么，比如说质量，这个量在组合系统中是守恒的。系统最终会演化到一个新的定态吗？在这个定态中，某些热力学变量（如平衡化学势）会遵循热力学第零定律而平衡，如果是这样，在什么条件下是可能的？我们认为，第零定律将举行，提供两个系统具有短程空间相关性，它们{ \it弱相互作用}交换质量与满足平衡条件的速率-让人想起平衡中的细致平衡。这一命题被证明为驱动系统一般在小汇率的限制（即，弱相互作用），并证明了在各种保守的质量传输过程具有非零空间相关性。
2015-07-17 cond-mat.stat-mech
Generalized Second Law and optimal protocols for nonequilibrium systems
当系统最初不处于热平衡时，最大功定理的广义形式是有效的。在这项工作中，我们首先研究了两个简单系统的轨迹，违反这一广义定理的分数：一个粒子在谐波陷阱（i）其中心被拖动与一些协议，（ii）其刚度常数作为时间的函数变化。我们还找到了最佳的协议，使总熵的平均变化最小化。令人惊讶的是，我们发现协议的优化并不一定需要最大的违规分数。
2017-09-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics of Time-dependent Langevin Systems: Energy Balance Relation and the Extended Form of the Second Law
从非平衡吉布斯熵的一般定义出发，发展了含时朗之万动力学的一般非平衡热力学理论。结果表明，热力学第一定律和第二定律中出现的符号可以一致地应用于瞬态非平衡过程。我们找到了一个代表系统能量平衡关系的一般等式，并进一步对第二定律的推广形式提出了一个明确的数学解释，它只在含时情况下才成立。最后还介绍了几个经典热力学过程的应用。
2009-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
On Tsallis nonequilibrium entropy evolution
本文导出了Tsallis非平衡熵的6N维非齐次演化方程，给出了Tsallis熵只有在其指数q>0时的熵产生率（即熵增律）公式，否则当q<0或q=0时熵增律不成立。
2014-06-09 cond-mat.stat-mech
Transition state theory: a generalization to nonequilibrium systems with power-law distributions
将过渡态理论推广到幂律分布的非平衡体系。由Langevin方程和相应的Fokker-Planck方程模拟了反应坐标和动量的幂律分布的随机动力学。假设远离平衡态的系统不松弛到Boltzmann-Gibbs分布的热平衡态，而是渐近地接近幂律分布的非平衡定态。因此，我们得到一个推广的TST率的非平衡系统的幂律分布。此外，我们还得到了一维和n维Hamilton系统远离平衡态的广义TST速率常数，并得到了幂律分布系统的广义Arrhenius速率。
2011-02-18 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Nonequilibrium Phase Transitions
非平衡相变的讨论重点是一般的特点，如细致平衡违反产生有效的（远程）相互作用的作用，动力学各向异性的重要性，各种机制之间的连接产生幂律相关性，并出现了宏观量的普遍分布函数。量子自旋链也进行了讨论，以证明如何构建量子系统中的稳态携带通量，并解释如何通量可能产生幂律相关。
2002-10-20 cond-mat.stat-mech
Emergent Second Law for Time-Dependent Nonequilibrium States
UBA（布宜诺斯艾利斯大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
针对非自治开放系统，推导了约束时间依赖宏观涨落的涌现第二定律，将McLennan-Zubarev公式推广至弱非保守亲和性的非自治系统，并在双稳态系统中验证了结果。
2026-08-25 cond-mat.stat-mech
First and Second Laws of Information Processing by Nonequilibrium Dynamical States
本文通过分解平均稳态惊奇提出信息处理第一定律，统一并收紧既有第二定律，并以自主 Maxwellian 信息棘轮说明非平衡稳态对信息引擎功能的影响。
2023-04-29 cond-mat.stat-mech nlin.CD
On the Fundamental Equation of Nonequilibrium Statistical Physics -- Nonequilibrium Entropy Evolution Equation and the Formula for Entropy Production Rate
在本文中，我们提出了一个概述我们的工作。十多年前，我们提出了一个新的非平衡统计物理基本方程来代替现在的刘维尔方程。即6 N维相空间中的随机速度型Langevin方程或其等价的Liouville扩散方程。这个方程是时间反演的非对称方程。结果表明，统计热力学系统中粒子的运动形式具有漂移-扩散二重性，统计热力学的运动规律是动力学规律和随机速度的叠加，同时具有决定性和概率性。因此，它不同于动力系统中粒子的运动规律。从这一基本方程出发，导出了BBGKY扩散方程族、Boltzmann碰撞扩散方程、流体力学方程，如质量漂移扩散方程、纳维-斯托克斯方程和热导率方程。更重要的是，我们首先在6 N、6和3维相空间中构造了非平衡熵密度的非线性演化方程，预言了熵扩散的存在。这个演化方程揭示了非平衡熵密度的时间变化率是由它在空间的漂移、扩散和产生共同引起的。进一步给出了熵产生率公式（即熵增加定律），证明了非平衡系统中的内吸引力导致熵减少，而内排斥力导致熵增加，得到了热力学退化和自组织演化的统一理论表达式，揭示了熵扩散机制使系统向平衡态趋近.
2011-11-10 cond-mat.stat-mech
The law of action and reaction for the effective force in a nonequilibrium colloidal system
本文研究了一个包含两个“测试”粒子和许多“背景”粒子的非平衡朗之万多体系统。测试粒子在空间上被谐波势限制，背景粒子由外部驱动力驱动。采用数值模拟的模型，我们制定了一个有效的描述两个测试粒子在非平衡稳态。特别是，我们研究了几种不同的定义之间的测试粒子的有效力。我们发现，作用与反作用定律不适用于背景粒子施加的总机械力，但它适用于热力学力，而热力学力是根据热力学第一定律推广到非平衡稳态的一种思想在操作上定义的。
2006-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Information free energy for nonequilibrium states
我们引入了一个信息自由能的热力学系统驱动的外部含时参数。我们表明，后者是一个非平衡态函数，它是一个自然的概括通常的平衡和稳态自由能。我们讨论了它的重要性的非平衡最大功定理和Jarzynski关系中存在的反馈控制。我们进一步表明，它是一个非平衡李雅普诺夫函数。
2012-01-18 cond-mat.stat-mech
Universal Scaling Laws for Large Events in Driven Nonequilibrium Systems
对于许多驱动非平衡系统，大事件的震级和重现时间的概率分布函数遵循幂律，表明强的时间相关性。在本文中，我们认为，为什么这些概率分布函数是无处不在的驱动非平衡系统，我们推导出普遍的尺度律连接的幅度，重现时间，和空间间隔的大事件。标度指数之间的关系也进行了研究。我们证明了电压依赖型阴离子通道中的离子通道电流服从普适标度律。
2006-04-20 cond-mat.stat-mech nlin.CD q-bio.QM
A First and Second Law for Nonequilibrium Thermodynamics: Maximum Entropy Derivation of the Fluctuation-Dissipation Theorem and Entropy Production Functionals
非平衡系统的理论是从最大熵方法中推导出来的，这种方法在精神上类似于吉布斯给出的平衡理论。要求汉密尔顿的原则，固定的行动，以满足平均在一个轨迹，我们增加了限制的转移概率分布，导致Onsager-Machlup形式的路径概率。来自能量和动量守恒定律的附加约束然后将热交换和外部驱动力引入系统中，拉格朗日乘子与外部系统的温度和压力相关。其结果是一个完全依赖于时间的，非本地的描述非平衡合奏。然后，对能量交换和中央系统的信息熵的变化的详细计算提供了对熵产生的描述，该熵产生不依赖于稳态的规定或存在，也不依赖于中央系统的可测量变量的任何定义。这些结果连接到文献显示的路径重新加权的方法，创建任意波动定理，并通过提供一个简单的推导Jarzynski关系参考的稳态。此外，我们确定的路径自由能和熵（口径）泛函产生的第一定律的非平衡热力学相关的驱动力的变化，在路径平均值的变化。类似于吉布斯关系，路径平均值的变化产生波动耗散定理。热力学熵产生也可以用口径泛函来表示，从而简单地证明了克劳修斯陈述的微观形式。我们发现，最大熵路线提供了一个明确的推导路径自由能泛函，路径积分，朗之万，布朗，和福克-普朗克声明的非平衡过程。
2011-05-27 cond-mat.stat-mech
A framework of nonequilibrium statistical mechanics. II. Coarse-graining
对于一个给定的热力学系统，和一个给定的粗粒度状态变量的选择，力通量本构关系的知识是任何非平衡建模的基础。在本系列的第一篇论文中，我们通过经典涨落耗散定理（FDT）的推广，建立了本构律的结构如何与状态变量的涨落分布直接相关。当这些波动可以用扩散过程来表示时，可以使用Green-Kubo型粗粒化方案来找到本构律。在本文中，我们提出了一个粗粒化的方法，是有效的波动时，通过一般的马尔可夫过程，其中包括扩散作为一种特殊情况。通过对一个简单化学反应$A \rightleftarrows B$的本构关系的数值计算，证明了该方法的成功。此外，我们表明，不能找到一个一致的本构律的任何绿色久保计划。
2020-04-20 cond-mat.stat-mech
Onsager-Machlup theory for nonequilibrium steady states and fluctuation theorems
讨论了热库中受调和势约束的拖曳粒子的Onsager-Machlup理论从平衡态到非平衡稳态的推广及其与最近的涨落定理的联系。利用泛函积分方法，将路径的概率泛函表示为拉格朗日函数，并引入熵产生率和耗散函数，导出了能量守恒定律和热力学第二定律等非平衡热力学关系式.利用这个拉格朗日函数，我们建立了两个非平衡的细致平衡关系，这不仅导致了一个涨落定理的工作，而且还涉及到一个有关的摩擦能量损失。此外，我们明确地进行了热的泛函积分，导致热的扩展涨落定理。我们还提出了一个简单的论点，这个扩展的涨落定理在长时间限制。
2006-07-27 cond-mat.stat-mech
Local entropy of a nonequilibrium fermion system
研究了独立费米子非平衡系统的局域熵，并在热力学热力学定律的范围内进行了分析。结果表明，局部温度和化学势只能表示为局部熵的线性偏离局部平衡的导数。热力学的热力学第一定律表明，导致一个不等式，而不是一个平等的，在局部熵的变化作为系统的非平衡态的变化。最大熵原理（热力学第二定律）被证明：非平衡分布的局部熵小于或等于满足相同约束的局部平衡分布。结果表明，当局部温度趋于零时，系统的局部熵趋于零，符合热力学第三定律。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Area law violation for the mutual information in a nonequilibrium steady state
本文研究了无限长自由费米子链的非平衡稳态，它是由系统的两端在不同温度下制备的初始态产生的。计算链的两个相邻段之间的互信息，并发现在子系统的大小缩放。这提供了在零温度区域之外的量子多体系统中违反面积定律的第一个例子。的对数的前因子得到解析，此外，相同的前因子示出管理的互信息的对数增加的时间，在系统放松到稳定状态。
2014-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium Work Relation in Macroscopic System
我们重新考虑一个众所周知的涨落定理和热力学第二定律之间的关系，通过评估一个概率测度值的过程。为了建立微观和宏观行为之间的桥梁，我们考虑的热力学极限的随机动力系统的基本程序经常使用的统计力学。表征宏观动力学行为的热力学路径可以表示为概率测度值过程的作用泛函的下确界。在我们的公式中，热力学第二定律可以由涨落定理产生的作用泛函的对称性导出。我们发现，我们的公式不仅证实了热力学极限下的Jarzynski等式可以重新推导，而且使我们能够建立一个非平凡的亚稳态非平衡功关系.
2013-02-21 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Detailed Fluctuation Theorem for Repeated Discrete Feedback
我们扩展的框架中常用的推导和分析的非平衡功关系的热力学过程与重复离散反馈的正向和反向过程。在这个框架内，我们推导出一个概括的详细波动定理，这是修改后，增加了一个术语，量化的变化不确定性的微观状态的系统在反馈过程中进行测量的物理观测。作为应用，我们推广了两个非平衡功关系：非平衡功涨落定理和相对熵功关系。
2010-11-18 cond-mat.stat-mech
Hyperbolic heat conduction, effective temperature and third law in the presence of heat flux
讨论了不同的非平衡热传导模型之间的一些相似性，特别是无规行走、离散变量模型和单弛豫时间近似下的Boltzmann输运方程。我们表明，在假设的有限值的热载体的速度，这些模型导致双曲型热传导方程和修正的傅立叶定律与松弛项。引入了相应的有效温度和有效熵，并进行了分析。它已被证明，有效温度，定义为几何平均的运动温度的热载体在相反的方向上移动，是由一个非线性关系，并作为一个标准的热化。结果表明，即使在非零平衡温度下，当热流趋于其最大可能值时，有效温度、热容和局部熵也趋于零。这提供了第三定律对非平衡情形的一种可能的推广。讨论了非平衡态下，特别是活性体系、电场作用下的无序半导体和绝热气体流动时，有效温度与其它温度定义的相似性。分析了单原子气体、纳米薄膜和强冲击波在非平衡热传导过程中有效温度和熵的行为。
2017-07-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical operator method in the Renyi statistics
根据Renyi熵的极大值原理，得到了相应的统计算子（或分布函数），从而将Zubarev非平衡统计算子方法推广到Renyi统计情形.得到了简化描述参数的非平衡统计算符和相应的广义输运方程。作为一个例子，在相互作用的粒子系统中的动力学和流体动力学过程的一致的描述被认为是。
2010-08-29 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
Dust charging processes in the nonequilibrium dusty plasma with nonextensive power-law distribution
基于非广延统计中一种新的q分布函数理论，研究了具有幂律分布的非平衡尘埃等离子体中电子和离子聚集过程中尘埃的充电过程。电子和离子服从幂律分布，q参数不同。导出了计及非广延效应的尘埃带电电流的一般公式。进一步研究了只有粒子速度服从幂律分布的均匀尘埃等离子体和粒子速度和密度均服从幂律分布的尘埃云等离子体中的尘埃荷电过程。通过数值分析，我们发现电子和离子的非广延幂律分布对非平衡尘埃等离子体中尘埃的充电过程有重要影响。
2012-03-06 astro-ph.SR cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Persistence of Manifolds in Nonequilibrium Critical Dynamics
我们研究d'维流形的磁化强度的持续性P（t）（即，流形磁化从随机初始条件开始直到时间t不翻转的概率）。分析表明，P（t）有三种不同的晚期衰减形式：指数衰减、拉伸指数衰减和幂律衰减，这三种衰减形式依赖于一个单一的参数τ =（D-2+η）/z，其中D=d-d'，η，z是标准的临界指数.特别是，我们的理论预测，在d=2的伊辛模型在其临界点的线性磁化强度的持久性衰减的幂律。对于d=3的临界伊辛模型，平面磁化强度的持续性按幂律衰减，而线磁化强度的持续性按拉伸指数衰减。数值结果与这些分析预测是一致的。
2003-02-26 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium generalization of Förster-Dexter theory for excitation energy transfer
本文将激发能转移的Förster-Dexter理论推广到由非稳态熔池弛豫引起的短时非平衡动力学。最终的速率表达式表示为时间相关的受激发射和稳态吸收曲线之间的光谱重叠，这使得可以通过实验确定时间相关的速率。对于谐振子浴模型，推导出一个明确的速率表达式，并进行模型计算，以检查的非平衡动力学的依赖性上的激发浴耦合强度和温度。本理论与最近的实验结果和未来可能的理论方向的相关性进行了讨论。
2002-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Mathematical Formalism of Nonequilibrium Thermodynamics for Nonlinear Chemical Reaction Systems with General Rate Law
本文研究了具有$N$组分、$M$反应和一般速率定律的化学反应模型的非平衡热力学数学形式。建立了J. W.吉布斯宏观化学热力学在G. n.路易斯整体平衡动力学定律（非线性化学动力学中的细致平衡）。这样，平衡态热力学就自然地推广到没有细致平衡的非平衡态。动力学模型用马尔可夫跳跃过程表示。主要发现是广义宏观化学自由能函数及其相应的非负源汇平衡方程。证明是基于这种类型的马尔可夫过程的大偏差原理。本文还证明了随机反应动力学的一般涨落耗散定理。数学理论说明了如何在多尺度系统中从介观动力学中产生新的宏观动力学规律。
2016-09-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum Thermodynamics: A Nonequilibrium Green's Functions Approach
在非平衡格林函数（NEGF）框架下，建立了强耦合非相互作用开放量子系统的量子热力学非平衡理论基础.系统的能量及其与储层的耦合由一个缓慢的外部时间依赖力控制，该力被处理为一阶超越准静态极限。我们导出了热力学的四个基本热力学定律，并描述了可逆变换的特征。在弱耦合极限下恢复了随机热力学。
2015-03-17 cond-mat.stat-mech
Quantum thermodynamics from the nonequilibrium dynamics of open systems: energy, heat capacity and the third law
我们从开放量子系统的角度出发，从它们的非平衡动力学出发，研究了量子多体系统的物理量、物理量之间的关系和热力学热力学定律得到明确定义和适用的条件。我们首先描述了如何开放系统非平衡动力学（ONEq）的方法是不同的封闭的组合系统+环境中的全局热状态（CGTs）设置。只有当开放系统达到平衡后，它才能服从传统的热力学描述，因此量子热力学（QTD）是在最后出现的，而不是在开始时假设的。我们看到，开放系统方法具有处理非平衡过程的优势，因为在不久的将来，许多实验将要求这样做。因为它阐明了QTD存在的条件，它也可以帮助我们以系统的方式从第一原理解决量子热力学的基本问题。然后，我们研究了一类开放量子系统，其中完全的非平衡动力学可以精确求解，即$N$强耦合谐振子的量子布朗运动，与标量场环境强烈相互作用。这里我们着重讨论内能、热容和第三定律。我们显示了这类物理模型，除其他发现外，广泛的属性的内能，积极的热容量和有效性的第三定律的角度来看的行为的热容量向零温度。从精确解和定量分析中得到的这些结论清楚地反驳了在这样的系统中负比热的说法，并消除了在这样的系统中热力学第三定律的有效性依赖于量子纠缠的指控。
2018-01-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium microcanonical and canonical ensembles and their equivalence
最近，人们提出了马尔可夫过程路径的微正则系综和正则系综的推广，以描述稳态驱动的非平衡系统的统计性质。在这里，我们提出了一个理论，这些合奏，统一和推广以前的结果，并显示它是如何从根本上关系到大偏差性质的非平衡系统。使用这个理论，我们提供了条件的非平衡合奏的等价性，概括那些发现的平衡系统，构建驱动的物理过程，产生这些合奏，并重新推导出一个简单的方式已知的和新的产品规则，其过渡率。一个非平衡扩散模型被用来说明这些结果。
2013-09-17 cond-mat.stat-mech
Block renormalization study on the nonequilibrium chiral Ising model
本文用数值方法研究了具有手征的一维非平衡伊辛自旋系统的有序动力学。该系统的特点是方向相关的自旋更新规则。$+-$自旋对可以以$(1-u)$的概率翻转为$++$或$--$，或者以$u$的概率翻转为$-+$，而$-+$对被冻结。发现该系统在任何表现出幂律标度的特征长度尺度$ξ\sim t^{1/z}$和畴壁密度$ρ\sim t^{-δ}$的$u<1$演化到铁磁有序态。标度指数$z$和$δ$被发现与参数$u$连续变化。为了更好地建立反常幂律标度，我们进行了Basu和Hinrichsen [U. Basu和H. Hinrichsen，J. Stat.（2011）P11023]。$b$位点的畴壁被粗粒化为块自旋$σ^b$，并且在$b\to\infty$和$t\to\infty$极限中测量两块图案$σ^b_1 σ^b_2$的相对频率。预计这些指数将具有普遍性。通过进行广泛的蒙特卡罗模拟，我们发现，指数也不断变化与$u$和他们的值是一致的标度指数在以前的研究中发现。这一结果为非平衡手征伊辛模型具有指数连续变化的幂律标度行为提供了又一证据。
2014-07-17 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work energy relation for non-Hamiltonian dynamics
近年来，我们对非平衡过程的理解取得了重大进展。例如，Jarzynski等式提供了平衡自由能差和有限时间非平衡动力学之间的联系。我们提出了一个概括的非哈密顿动力学，相关的活性物质系统，连续反馈，和计算机模拟的关系。令人惊讶的是，这种关系使我们能够计算自由能之间的差异所需的初始和最终的平衡态使用任意动态。作为一个实际问题，这种分离的动态和初始和最终状态的承诺，以促进一系列的技术，在一个单一的，普遍的表达自由能估计。
2016-04-26 cond-mat.stat-mech
Work Relations Connecting Nonequilibrium Steady States Without Detailed Balance
平衡态和非平衡态统计物理学的桥梁吸引了持续的兴趣。非平衡系统的特征包括细致平衡的破坏，以及缺乏对应于玻尔兹曼-吉布斯分布的先验势函数，没有它就不能定义经典的平衡物理量。在这里，我们通过将系统分解为耗散部分和保守部分来动态地构造势函数，并通过定义基于势函数的物理量来发展非平衡理论。平衡的概念因此可以自然地扩展到非平衡稳态。我们阐明这一过程中明确的一类时间依赖的线性扩散系统没有数学模糊性。我们进一步得到了任意控制参数下的精确功分布，以及连接非平衡稳态的功等式。我们的结果将Jarzynski等式和Crooks涨落定理直接推广到没有细致平衡的系统。
2015-04-22 cond-mat.stat-mech
Reentrance during nonequilibrium relaxation
本文研究了二维伊辛模型的非平衡临界动力学，其初始状态是通过打开具有零均值和零方差的随机场$H$来准备的。在初始状态下，没有磁序，但是对于足够小的$H$，平行自旋的团簇具有渗透跃迁。使用热浴动力学，我们测量的弛豫的磁化，这表明在时间上的再入。由于在早期的时间制度的集群溶解有一个减少的磁化强度，随后增加，由于非平衡域的增长，这本身变成一个减少，由于平衡松弛。非平衡自相关函数的幂律衰减不受初态渗流的影响。
2005-09-14 cond-mat.stat-mech
A Principled Basis for Nonequilibrium Network Flows
Stony Brook University（石溪大学）；Laufer Center for Physical and Quantitative Biology, Stony Brook University（石溪大学劳弗物理与定量生物学中心）
提出Caliber Force Theory，将平衡统计物理的守恒、变分原理和勒让德变换推广到非平衡网络流，建立动力学力与共轭关系并揭示新输运规律。
2025-08-29 cond-mat.stat-mech
The ontology of temperature in nonequilibrium systems
热力学的热力学定律为处于连续极限的平衡系统提供了一个明确的温度概念。同时，均分定理允许人们在动能的系综平均和均匀温度之间建立联系。然而，当一个系统或其环境远离平衡时，这种联系就不一定适用了。在小型系统中，回归假设甚至可能不适用。在这里，我们表明，在小的非平衡系统，回归假设仍然成立，虽然与广义的温度定义。现在必须为每一种表现形式界定后者。
2007-05-05 cond-mat.stat-mech
Secondary electron emissions and dust charging currents in the nonequilibrium dusty plasma with power-law distributions
本文研究了在具有幂律分布的非平衡尘埃等离子体中，电子与尘埃粒子碰撞引起的次级电子发射以及由此引起的尘埃粒子的充电过程。我们推导出新的表达式的二次发射电子通量和尘埃充电电流的幂律q-分布，其中的非线性核心函数的非广延参数q进行了数值研究。数值分析表明，一次电子的q分布对尘埃粒子的二次发射电子通量和尘埃粒子的充电电流有显著的影响，这种影响强烈地依赖于尘埃粒子表面一次电子的静电势能与尘埃粒子表面热力学能的比值，这意味着在尘埃等离子体中这两种能量之间的竞争在这种新颖的效应中起着至关重要的作用。
2012-05-16 astro-ph.EP cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Scaling of Energy Dissipation in Nonequilibrium Reaction Networks
非平衡反应系统中的能量耗散速率可以由底层反应网络中的反应速率决定。通过在状态空间中发展一个粗粒化过程和相应的反应速率重整化过程，我们发现在粗粒化状态下，能量耗散速率与微观态的数目呈幂律反比关系.耗散标度律要求底层网络具有自相似性，标度指数取决于网络结构和通量相关性。讨论了这种逆耗散标度律对微管驱动蛋白混合物等主动流动系统的影响。
2020-07-15 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Aspects of stochastic resonance in reaction-diffusion systems: The nonequilibrium-potential approach
利用非平衡势的框架，我们分析了反应扩散系统中随机共振现象的几个方面。这种形式主义的推广（在附录中勾画）扩展系统的情况下，首先进行了简化的标量模型，可以找到固定模式的分析。我们首先展示了系统大小的随机共振是如何在这个框架中自然产生的，然后通过让扩散系数依赖于场来进一步增强阵列增强的随机共振现象。菲茨休-南云系统（FitzHugh-Nagumo system）的程式化版本是激活剂-抑制剂类的范例，这是一个不那么琐碎的概括。在讨论了这个系统的第二个方面上面列举的，我们从它得到-通过绝热的抑制剂场的消除-一个有效的标量模型，其中包括一个非局部的贡献。通过研究非局部核函数的取值范围及其对随机共振的影响，我们找到了一个能使系统响应最大化的最佳取值范围。
2007-04-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Phase Transitions in Models of Aggregation, Adsorption, and Dissociation
我们研究非平衡相变的质量聚集模型，允许扩散，聚集接触，解离，吸附和解吸的单位质量。我们明确地分析了两个极限。在第一种情况下，质量是局部守恒的，而在第二种情况下，局部守恒被破坏。在这两种情况下，系统在所有维度上都经历动态相变。在第一种情况下，稳态质量分布在一个阶段的大质量指数衰减，并开发一个无限的聚集体，除了幂律质量衰减在其他阶段。在第二种情况下，除了缺少无限聚合之外，转换是类似的。
1999-11-10 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium critical dynamics of the two-dimensional Ising model quenched from a correlated initial state
二维伊辛模型的普适性类，甚至跃迁的顺序，取决于相互作用的范围和对称性（Onsager模型，Schmidter-Wu模型，Turban模型等），但由于自对偶性，临界温度通常相同。在这里，我们考虑了突然变化的相互作用的形式，并研究了最近邻模型的非平衡临界动力学性质。的磁化强度和自相关函数的衰减的弛豫被发现显示的幂律行为的特征指数依赖于普适性类的初始状态。
2007-10-15 cond-mat.stat-mech
Microscopic Quantum Mechanical Foundation of Fourier's Law
除了人们对纳米尺度下的温度和熵等旧概念越来越感兴趣之外，弛豫和输运理论最近也重新引起了人们的注意。随着电子电路和计算机芯片变得越来越小，一个新的眼光应该是适当的平衡和非平衡热力学在小尺度远低于热力学极限，即对原始宏观过程的理论理解，如能量，热，电荷，质量，磁化等的传输，只有从理论的基础，其适用性的限制可以推断。本文综述了非平衡量子热力学的背景和最新进展，重点介绍了小量子系统中的热输运。
2006-11-23 cond-mat.stat-mech
A Nernst heat theorem for nonequilibrium jump processes
本文通过一般论证和实例，探讨了非平衡马尔可夫跳跃过程中稳态热容量随温度趋于零的条件，提出弛豫时间不超过耗散时间这一动力学要求，以推广第三定律至非平衡情形。
2023-06-15 cond-mat.stat-mech
Nonextensive statistics in viscous fingering
湍流中的测量表明，非平衡系统中的速度场呈现$q$ -指数或幂律分布，这与基于非广延统计力学的理论观点一致。在这里，我们认为Hele-Shaw流的格子玻尔兹曼方法模拟，并发现类似的行为，从分析的速度场测量。对于横向速度，我们得到了空间$q$ -高斯分布和幂律速度分布在所有测量的十年。为了解释这些结果，我们建议的理论参数的基础上达西定律结合非线性对流扩散方程的浓度场。幂律和$q$指数分布是具有长程相互作用和/或长时间相关性的非平衡系统的特征，因此提供了对指进过程发生机制的深入了解。
2005-01-18 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics of Restricted Boltzmann Machines
在这项工作中，我们分析了一类神经网络的非平衡热力学称为限制玻尔兹曼机（RBM）的无监督学习的背景下。我们展示了如何将网络描述为一个离散的马尔可夫过程，以及如何将细致平衡条件和麦克斯韦-玻尔兹曼平衡分布作为一个完整的热力学描述的充分条件，包括非平衡波动定理。数值模拟在一个完全训练的RBM和换热波动定理进行了验证与理论非常一致。我们观察到对比发散函数，主要用于无监督学习的RBM，是密切相关的非平衡热力学量。我们还使用的框架来解释的RBM的配分函数的退火重要性抽样方法从热力学的角度来看，估计。最后，我们认为RBM的无监督学习相当于在没有标记数据的情况下由热力学热力学定律驱动的系统中的工作协议。
2017-04-27 cond-mat.stat-mech
Efficiency of heat engines coupled to nonequilibrium reservoirs
我们考虑量子热机之间的非平衡稳态水库。我们评估他们的最大效率从积极的熵产生，并表明它可以表示在一个有效的温度，取决于水库的性质。我们进一步计算了不同类型工程水库在最大功率下的效率，并推导出第二定律克劳修斯陈述的非平衡推广。
2014-01-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Equilibrium and nonequilibrium entanglement properties of 2D and 3D Fermi gases
通过计算扩展空间区域的纠缠熵，研究了二维和三维费米气体的平衡态和非平衡态量子动力学的纠缠特性，这些纠缠熵通常对主导的幂律行为表现出乘法对数修正，对应于对面积定律的对数修正.我们考虑二维和三维费米气体的N个粒子限制在一个有限的空间区域内，例如由一个硬壁陷阱，在平衡T=0，即在其基态，并计算的前几项的渐近大N行为的纠缠熵和粒子涨落的子系统与一些方便的几何形状，这使我们能够显着扩展他们的计算。然后，我们考虑他们的非平衡动力学后，瞬间下降的硬壁陷阱，这使得气体自由膨胀。我们计算了原始陷阱周围空间区域的冯诺依曼纠缠熵随时间的变化。我们表明，在小的时间，它的特点是由与粒子方差的关系$S \approx π^2 V/3$，和乘法对数校正领先的幂律，即$S \sim t^{1-d}\ln(1/t)$。
2013-03-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium in Thermodynamic Formalism: the Second Law, gases and Information Geometry
在非平衡态热力学和信息论中，相对熵（或KL散度）起着非常重要的作用。考虑一个Hölder Jacobian $J$和Ruelle（转移）算子$\mathcal{L}_{\log J}.$两个平衡概率$μ_1$和$μ_2$，可以通过离散时间{ \it热力学运算}相互作用，该运算由作用{ \it的对偶Ruelle算子} $ \mathcal{L}_{\log J}^*$描述。我们认为，法律$μ\to \mathcal{L}_{\log J}^*(μ)$，产生非平衡，可以被看作是一个热力学操作后，表明它是热力学第二定律的表现。我们还证明了相对熵的变化满足$$ D_{K L} (μ_1,μ_2) - D_{K L} (\mathcal{L}_{\log J}^*(μ_1),\mathcal{L}_{\log J}^*(μ_2))= 0.$$.此外，我们给出了在$J,μ_1$上得到$h(\mathcal{L}_{\log J}^*(μ_1))\geq h(μ_1)$的充分条件，其中$h$是熵.回顾一个自然的黎曼度量在Banach流形的霍尔德平衡概率，我们展示了二阶泰勒公式的无穷小切线变化的KL散度;一个重要的估计在信息几何。我们引入热、功、体积、压力和内能等概念，这些概念在这里起着气体热力学中类似概念的作用。我们简要介绍了MaxEnt方法。
2021-11-23 cond-mat.stat-mech cs.IT math-ph
Beyond the boundaries of the second law of thermodynamics: Intrinsic-nonequilibrium distribution of large ions in charged small nanopores
University of California – San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本研究通过实验将“玩具模型”的弱引力替换为强库仑力，验证了宏观系统可在无外驱动力下达到本征非平衡稳态的发现，观察到带电小纳米孔中大离子的稳态分布与热力学平衡存在差异。
2026-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The vanishing of excess heat for nonequilibrium processes reaching zero ambient temperature
本研究将热力学第三定律推广至非平衡过程，证明一类受驱马尔可夫跳变过程在零温下过剩热与非平衡热容均消失，给出了基于矩阵森林、矩阵树定理的证明及新的适用条件。
2023-04-13 cond-mat.stat-mech math.PR
Nonequilibrium Thermodynamics. Symmetric and Unique Formulation of the First Law, Statistical Definition of Heat and Work, Adiabatic Theorem and the Fate of the Clausius Inequality: A Microscopic View
热和功在非平衡态热力学中的地位是相当混乱和不唯一的，即使在第一定律在交换热和功方面有很长的历史之后，目前仍有相互矛盾的解释，并且远未解决。此外，交换量缺乏一定的对称性。通过将传统的概念推广到包括它们的时间相关的不可逆分量，允许我们以对称形式dE（t）= dQ（t）-dW（t）来表示第一定律，其中dQ（t）和功dW（t）出现在平等的基础上并且具有对称性。我们证明了不可逆功转化为不可逆热。根据微观状态概率p_{i}（t）进行的统计分析唯一地将dW（t）确定为等熵的，而将dQ（t）确定为dE（t）的等距变化（见正文）;对于交换量，不会出现这种明显的分离。因此，我们的第一定律的新公式提供了巨大的优势，并导致了一个非常有用的非平衡态热力学公式，正如我们最近所展示的那样。我们证明了绝热过程不会改变p_{i}。无论系统偏离平衡多远，所有这些结果都是有效的。当系统处于内部平衡时，dQ（t）\equivT（t）dS（t）表示系统的瞬时温度T（t），这让人联想到平衡。我们证明了p_{i}（t）具有与平衡态非常不同的形式。第一定律和第二定律不再是独立的，所以我们只需要一个定律，这又让人想起平衡。传统的公式如克劳修斯不等式{ \oint } d_{e} Q（t）/ T_{0} <0等变为等式{ \oint }dQ（t）/T（t）\equiv 0等，这是一个从不可逆性角度看非常显著但出乎意料的结果。我们确定…
2012-06-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A Nonequilibrium Equation of State for a Turbulent 2D Bose Gas
Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）
本研究通过实验构建了二维湍流玻色气体的非平衡方程状态，揭示了非热但稳定的幂律动量分布与标度不变能量通量的关系。
2026-02-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
