von Neumann entropy and the entropy production of a damped harmonic oscillator
本文在量子布朗运动框架下分析了非孤立量子系统的熵和熵产生。这是描述非孤立量子系统的一个非常普遍和典型的框架，可以用于任何类型的耦合机制。首先考虑利用约化密度算符将冯诺伊曼熵应用于任意阻尼量子系统。我们认为，这个应用程序是正式有效的，并开发了一个路径积分方法来评估，数量分析。我们将这种方法应用于与热浴接触的谐振子，并得到其熵的精确形式。然后我们研究了这个系统的熵产生，揭示了它在纯量子领域的物理行为的重要特征，并讨论了它们向经典极限的转变。
2020-01-07 cond-mat.stat-mech
Energy spectrum of a Langevin oscillator
本文导出了朗之万振子动能、势能和总能量的自相关函数和互关联函数的解析解。这些功能在时域和频域中，并通过独立的数值模拟验证。结果被应用到解决长期存在的问题，在典型的系统中的温度波动。
2016-12-30 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Super-Radiance and the Unstable Photon Oscillator
如果简谐振子受到热随机力的阻尼足够强，那么该谐振子可能变得不稳定。对于光子振荡器（由电偶极矩辐射阻尼），不稳定性导致低温Hepp Lieb超辐射相变。稳定的振子制度是由传统的Casimir效应的自由能。不稳定的（强阻尼）振子具有对应于Dicke超辐射的自由能。
2000-10-01 cond-mat.stat-mech
Oscillating states of driven Langevin systems in large viscous regime
我们采用适当的微扰方案在大粘性制度，研究受驱动的朗之万系统的振荡态。本文明确地确定了在非谐微扰作用下，欠阻尼布朗粒子在热驱动、粘性驱动和势驱动下的线性阶振荡态分布。我们还评估了各种相关的非平衡态观测值的振荡状态的特征。我们发现，粘性驱动振荡状态的影响是可测量的，即使在领先的顺序，并表明在这些状态下的系统的热力学性质是非常不同的那些在平衡。
2022-07-20 cond-mat.stat-mech
Information transfer in coupled Langevin equations
我们提供了一个通用的公式，基于随机热力学，描述了一个任意数量的耦合复值朗之万方程之间的信息流。这允许描述在振荡器的复杂网络的热平衡，可以模拟大量的物理，生物和人造系统的信息传输。信息流包含与振幅差成比例的非相干分量和与振荡器之间的相位差成比例的相干分量，这取决于它们的同步。我们通过模拟自旋塞贝克二极管的动力学来说明该理论，该二极管由两个耦合振荡器描述，可以纠正信息流、能量流和自旋流。值得注意的是，该系统可以在同步被破坏的情况下运行，并且存在不相干的信息流而没有能量的净转移。
2020-04-08 cond-mat.stat-mech
Equilibration problem for the generalized Langevin equation
本文研究了动力学由广义朗之万方程给出的单振子系统的平衡问题。众所周知，如果考虑一个模型，其中单个振荡器耦合到初始处于平衡的谐振子的无限浴，则可以获得这种动力学。利用这个等价性，我们首先确定了当系统势为调和势时的平衡条件。然后，我们给出了一个例子，一个特定的浴，我们表明，即使是参数值的谐波情况下总是平衡，与任何有限数量的非线性系统不平衡的任意初始条件。我们理解这是由于非线性局域激发的形成类似于非线性晶格中的离散呼吸模式。
2007-08-24 cond-mat.stat-mech
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
Weak-coupling limits of the quantum Langevin equation for an oscillator
本文研究谐振子量子朗之万方程在实施Born-Markov式近似后的弱耦合极限，并评述旋转波近似，揭示强耦合模型在弱耦合近似下的行为。
2024-07-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Inhomogeneity of the phase space of the damped harmonic oscillator under Levy noise
对称Lévy白噪声下的阻尼谐振子呈现出非均匀相空间，这与高斯白噪声下相同谐振子的均匀相空间不同，如最近的一篇论文[I. M. Sokolov，W. Ebeling和B. Dybiec，Phys. Rev. E \textbf{83}，041118（2011）]。相空间的不均匀性表明，在对称Lévy白噪声作用下，阻尼振子的坐标与速度之间存在一定的相关性。在本工作中，我们进一步探讨了这些独特的特征的物理起源，并发现这是由于阻尼效应和噪声的厚尾相结合。我们直接证明了这一点，在约化坐标$\tilde{x}$与速度$\tilde{v}$图，并确定物理的反协会的坐标和速度。
2012-04-05 cond-mat.stat-mech physics.data-an
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
Work fluctuation theorems for harmonic oscillators
在涨落定理的框架内，从实验和理论上研究了与恒温器接触并被外力驱动而脱离平衡的振荡器的功涨落。振子动力学模型由二阶朗之万方程。瞬态和稳态涨落定理都成立，有限时间修正与一阶Langevin方程的有限时间修正有很大不同。还研究了振荡器的周期强迫，它提出了新的和意想不到的短时间收敛。在所有情况下，给出了解析表达式。
2006-03-30 cond-mat.stat-mech
Entropy production for complex Langevin equations
我们研究不可逆过程的非线性振荡器网络所描述的复值朗之万方程，占耦合到不同的热化学浴。耗散通过非厄米项引入模型的哈密顿量。我们应用随机热力学的形式主义计算显式表达式的熵产生率。我们特别讨论了网络的非平衡稳态，其特征在于由一个恒定的生产率的熵和能量流和粒子流。对于两个具体的例子，一维链和二聚体，数值计算。说明了振子间的非对称耦合对系统熵产生的影响。
2017-06-30 cond-mat.stat-mech
High frequency limit for a chain of harmonic oscillators with a point Langevin thermostat
本文考虑一个无限长的耦合谐振子链，其原点具有一个朗之万恒温器。在高频极限下，我们建立了恒温器散射波能量的反射-透射系数。令我们惊讶的是，即使恒温器的波动是随时间变化的，散射也不会耦合不同频率的波能。
2018-06-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermal energies of classical and quantum damped oscillators coupled to reservoirs
我们考虑与水库相互作用的经典和量子谐振子的整体热态。振荡器的欧姆阻尼可以用一维标量场库精确地处理，而一般的非欧姆阻尼可以方便地用谐振子的连续库处理。利用系统的对角化哈密顿量，我们计算了阻尼振子的一些热力学量：平均力内能，平均力自由能，以及基于自由振子哈密顿量的另一个内能.经典的平均力能是等于一个自由振荡器，欧姆和非欧姆阻尼，无论多么强大的耦合到水库。与此相反，量子平均力能依赖于阻尼的细节和发散严格欧姆阻尼。这些结果提供了额外的洞察任意强耦合到一个水库的开放系统的稳态热力学，补充的结果内的动力学方法（如主方程）在弱耦合制度的能量。
2016-04-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Damped oscillators within the general theory of Casimir and van der Waals forces
证明了Casimir力和van der Waals力的一般理论描述了与环境双线性耦合的阻尼谐振子的相互作用诱导的平衡热力学势。本文根据Casimir力和van der Waals力的一般理论，提出了阻尼振子的一个扩展模型，并得到了相应的热力学量。虽然原始模型涉及一个热浴由大量的自由振荡器具有无穷小的阻尼功能，扩展模型允许任何一般允许的频率和温度依赖的耗散的热浴成分，受额外的耗散环境通道，不直接链接到系统振荡器。因此，所得结果适用于系统振荡器的频率和温度依赖的阻尼函数。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Breather arrest in a chain of damped oscillators with Hertzian contact
我们探索了具有本质上非线性（不可线性化）最近邻耦合的阻尼振荡链中的呼吸子传播。阻尼和基本上非线性耦合的组合导致相当不寻常的呼吸传播的两阶段模式。第一阶段发生在链的有限片段，其特征在于呼吸振幅的幂律衰减。第二阶段的特点是极小的呼吸振幅，衰减超指数与网站编号。因此，实际上，人们可以谈论呼吸器的有限穿透深度。这种现象被称为呼吸停止（BA）。作为一个特殊的例子，我们探索与赫兹接触链。呼吸器穿透深度对初始激励的依赖关系和阻尼系数对呼吸器穿透深度的依赖关系服从幂律。结果合理化，考虑拍频响应的两个阻尼线性振子的系统具有强非线性（非线性）耦合。这些振荡器之一的初始激励导致严格有限数量的拍频周期。然后，该简化系统中的打浆循环与链中相邻位置之间的离散通气器的通道相关联。有点令人惊讶的是，这个简化的模型可靠地预测主要的定量特征的呼吸停止在链中，包括指数数值观察到的幂律。
2019-07-29 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Independent-oscillator model and the quantum Langevin equation for an oscillator: A review
本综述基于独立振子模型，简要介绍振子的量子朗之万方程及其稳态热力学，涵盖能量均分定理的量子对应、自由能、熵、比热、第三定律、耗散抗磁性、动量耦合及涨落定理。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Initial value formulation of a quantum damped harmonic oscillator
本文基于 in-in 形式与影响泛函构建量子阻尼谐振子的有效理论，研究初态依赖性、退相干和热化，推导格林函数、纯度与涨落-耗散关系，并通过双重 in-out 路径积分证明等时结果对初态非微扰。
2024-05-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Thermodynamic anomalies in the presence of dissipation: from the free particle to the harmonic oscillator
耦合到热浴的自由粒子可以表现出许多热力学异常，如负比热或重入经典性。这些低温现象预计将在非常低的温度下进行修改，其中与能谱的离散性相关的有限尺寸效应变得相关。本文探讨了阻尼谐振子中自由阻尼粒子的热力学反常以何种形式出现。由于充分考虑了振子能谱的离散性，结果对任意温度都是有效的。正如预期的那样，它们与热力学第三定律一致，并表明自由阻尼粒子的热力学异常如何与第三定律相协调。特别注意的是，从谐振子到自由粒子的过渡时，采取的限制的振荡器频率为零。
2014-02-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hamiltonian of mean force for damped quantum systems
我们考虑一个与谐振子库线性耦合的量子系统。对于有限耦合强度，阻尼系统的稳态分布不是吉布斯形式，与标准热力学相反。借助于平均力的量子哈密顿量，我们精确地量化了谐振子的这种偏差，并在高温和低温以及弱耦合和强耦合的极限下提供了近似值。此外，在半经典制度，我们使用量子Smoluchowski方程得到的结果有效的任何潜在的。最后，我们给出了物理解释的偏差在初始系统-储层耦合。
2011-06-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
The Effects of Intrinsic Dynamical Ghost Modes in Discrete-Time Langevin Simulations
利用最近发表的GJF-2GJ Langevin恒温器，它可以产生时间步长独立的统计措施，即使是大的时间步长，我们分析和讨论的统计数据的突然偏差的原因，随着时间步长的增加，一些非线性振荡器的模拟。以单摆为例，我们确定了一对夫妇的离散时间动力学模式的纯阻尼摆方程的原因所观察到的统计差异。的存在，稳定性和动力学的模式是一致的，从Langevin模拟获得的速度分布函数，我们得出的结论是，模拟偏离物理预期不是由于正常的，系统的算法的时间步长误差，而是由于非线性动力学中的离散时间的固有属性。
2019-02-06 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Logarithmic Subdiffusion from a Damped Bath Model
School of Mathematics and Physics, University of Surrey（萨里大学数学与物理学院）；School of Biosciences, University of Surrey（萨里大学生物科学学院）
本文研究了阻尼浴模型中振子阻尼与频率线性关系导致的对数亚扩散现象，通过数值计算验证了扩散行为为 t/log(t)。
2026-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tutorial on stochastic systems
在本教程中，考虑随机系统的三个例子：强阻尼振荡器，弱阻尼振荡器和无阻尼振荡器（积分器）由噪声驱动。这些系统的演变的特点是时间的关联函数和频谱密度的位移，这是确定和讨论。阻尼振荡器达到稳定的随机状态。它们的相关性是采样时间差的减函数，它们的光谱在共振频率附近有峰值。无阻尼振荡器永远不会达到稳定状态。它的能量随时间增加，其频谱在低频处有尖锐的峰值。所需的数学方法和物理概念的解释是在一个即时的基础上，并提到了一些理论上的陷阱。从振荡器的研究中获得的见解可以应用于各种各样的物理系统，如原子和半导体激光器，这将在随后的教程中讨论。
2021-10-13 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
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
Phase Diffusion and Lamb-Shift-Like Spectrum Shift in Classical Oscillators
自维持振荡器中产生振荡器谱线宽度的相位扩散本质上受非线性朗之万方程控制。在过去的40年里，该方程一直被线性近似处理，使得非线性的影响未知。在这里，我们解决了非线性朗之万方程使用微扰方法借用量子力学，并揭示了物理的非线性：较慢的相扩散（线宽变窄）和一个令人惊讶的振荡频率偏移，形式上对应于量子电动力学中的兰姆位移。
2010-06-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
