Dressed diffusion and friction coefficients in inhomogeneous multicomponent self-gravitating systems
本文导出了一个稳定的、束缚的、多组分自引力非均匀系统中扩散系数和动力学摩擦系数的一般自洽表达式。他们解释了碰撞粒子的详细动力学和它们通过集体引力相互作用的自洽着装。相应的Fokker-Planck方程与相应的非齐次Balescu-Lenard方程完全一致，并且在弱自引力极限下与非齐次Landau方程完全一致。因此，它提供了一个替代的推导，并证明了它们的等效性。相应的随机Langevin方程：它们可以是一个实用的替代数值求解非齐次Fokker-Planck和Balescu-Lenard方程。目前的形式主义允许一个自我一致的描述的长期演化的不同人群覆盖的质量谱，与适当的会计引起的长期质量分离，这应该是感兴趣的各种天体物理背景下，从银河系中心的原恒星盘。
2017-06-19 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Symplectic coarse graining approach to the dynamics of spherical self-gravitating systems
我们研究了孤立球自引力系统在无耗散坍缩过程中，微扰定态附近相空间分布函数的演化和剧烈弛豫的过程.通过最近引入的辛粗粒化技术，我们得到了一个有效的演化方程，使我们能够计算的定态周围的频率的缩放，以及分布函数的傅立叶模式的阻尼时间，与傅立叶$k-$向量本身的大小。我们比较我们的分析结果与$N$体模拟。
2022-02-17 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of 1d Self-Gravitating Systems: The Core-Halo Distribution
我们研究，使用理论和模拟，一个系统的自引力片。一个新的统计力学理论-免费的任何可调参数-推导出定量预测的最终定态后，该系统的无碰撞弛豫过程完成。理论与数值模拟结果吻合得很好。该模型揭示了自引力系统弛豫的一般机制，并可能有助于我们理解宇宙中冷物质的分布。
2011-09-17 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Inhomogeneous distribution of particles and temperature in self-gravitating system
自引力系统是一个非平衡态系统。提出了一种新的方法，它采用了一个非平衡统计算子考虑粒子和温度的非均匀分布。该方法包括鞍点过程，以找到对配分函数的主要贡献，从而获得系统的所有热力学参数。在各种条件下，考虑了自引力系统行为中可能出现的特殊特征。得到了自引力系统的物态方程。对于实际引力系统，得到了一个新的统计不稳定性长度和粒子和温度空间非均匀分布参数。
2016-04-11 cond-mat.stat-mech
Virial theorem for rotating self-gravitating Brownian particles and two-dimensional point vortices
本文导出了旋转自引力布朗粒子系统维里定理的适当形式。我们表明，在二维的情况下，它需要一个非常简单的形式，可以用来获得一般的结果，而不需要明确解决Smoluchowski-Poisson系统的动力学系统。我们还发展了自引力系统和二维点涡之间的类比，并推导出涡系的维里关系。
2009-02-02 cond-mat.stat-mech
Equilibrium statistical mechanics for self-gravitating systems: local ergodicity and extended Boltzmann-Gibbs/White-Narayan statistics
围绕自引力系统的统计力学的长期难题尚未得到成功解决。我们建立了一个系统的基于熵的统计力学的理论框架。我们使用的方法是非常不同的，从传统的统计力学的短程相互作用系统。我们证明了自引力系统的平衡态由力学平衡和统计平衡组成，前者由一系列速度-力矩方程表征，后者由统计平衡方程表征，后者应根据熵原理导出.从稳态无碰撞玻尔兹曼方程出发，导出了各阶速度矩方程。我们指出，遍历性对整个自引力系统是无效的，但它可以在局部重新建立。基于局域遍历性，利用Fermi-Dirac类统计量，在非简并条件下，利用局域微观态的空间独立性，重新推导了玻尔兹曼-吉布斯熵。这与无碰撞玻尔兹曼方程的有效性是一致的，并且应该是无碰撞自引力系统的正确熵形式。除了通常的质量和能量守恒的约束，我们证明了一系列的时刻或维里化方程必须包括作为额外的约束熵功能时，执行变分;这是一个扩展到原来的处方由怀特和纳拉扬。任何可能的速度分布都可以通过我们用扩展的Boltzmann-Gibbs/White-Narayan统计开发的物理力学方法来产生。最后讨论了自引力系统的负比热和系综不等价性问题。
2011-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Different thermodynamics of self-gravitating systems and discussions for some observations and simulations
我们以前的工作已经揭示了自引力系统的统计力学。在本文中，我们将展示它的热力学，并将我们的结果与观测和模拟进行比较。我们提出我们的统计力学可以建立在遍历破缺和玻尔兹曼熵的基础上，并且它的假设与实际并不矛盾。利用统计力学的基本原理，给出了自引力系统的温度定义和自引力系统的容量。我们发现重力热灾变可能是我们理论的一个特例。我们的结果也为观测和数值模拟的密度分布提供了新的解释，特别是我们认为无耗散坍缩模拟中的非普适密度分布不是由不同的初始坍缩因子引起的。我们还将讨论核尖点问题。
2011-12-24 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
The limit behavior of the evolution of Tsallis entropy in self-gravitating systems
本文研究了自引力系统中Tsallis熵演化的极限行为。研究在两种不同的情况下进行，得出了相同的结论。无论是系统内部的能量传递过程还是质量传递过程，当非广延参数q大于1时，总熵是有界的;反之，当该参数小于1时，总熵是无界的。理论和观测都证明了q总是大于1。因此，自引力系统的Tsallis熵一般具有有界性。这表明存在Tsallis熵的全局最大值。自引力系统有可能演化到热力学稳定状态。
2017-09-22 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Unbound Two Dimensional Self-Gravitating Systems
本文用理论和分子动力学模拟研究了二维微正则自引力系统的弛豫动力学。在足够长的时间之后，N个粒子的引力团会松弛到麦克斯韦-玻尔兹曼分布。然而，达到热力学平衡的时间与粒子的数量成比例。在热力学极限下，总质量固定的$N\to\infty$永远达不到平衡态，系统陷入非遍历定态。一个分析理论，使我们能够定量地描述这个最终的稳态，没有任何可调参数。
2010-04-19 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech physics.gen-ph
Comment on "Microcanonical Mean Field Thermodynamics of Self-Gravitating and Rotating systems"
关于cond-mat/0210707、cond-mat/0208230、cond-mat/0207153和cond-mat/0202140的评论。
2003-03-26 astro-ph cond-mat.stat-mech
The hydrostatic equilibrium and Tsallis equilibrium for self-gravitating systems
由于引力的长程性质，自引力系统通常被认为是非广泛的行为。从自引力系统的流体静力平衡方程出发，得到了Tsallis统计量的非广延参数q与温度梯度和引力势之间的关系。指出Tsallis统计中的非广延参数对长程相互作用系统的非等温性质具有明确的物理意义，自引力系统的Tsallis平衡分布描述了系统的流体静力平衡性质.
2005-03-25 astro-ph cond-mat.stat-mech
Comment on ''The Cluster Expansion for the Self-Gravitating gas and the Thermodynamic Limit'', by de Vega and Sanchez (astro-ph/0307318)
结果表明，astro-ph/0307318中提出的反对自引力系统的稀释极限是病态的证明[Nucl.Phys.B668，409（2003）（astro-ph/0303301）]的论点是误导性的。
2003-09-08 astro-ph cond-mat.stat-mech
Asymmetric binaries and hierarchy of states in self-gravitating systems
我们完成了在物理评论Lett的旋转自引力气体的平衡形状的分析。89 031101（2002）（cond-mat/0202140）通过研究非对称双星的形成和热力学以及通过引入一系列序参量来分类可能的平衡态，
2002-10-31 astro-ph cond-mat.stat-mech
Ergodicity in a two-dimensional self gravitating many body system
利用分子动力学模拟研究了二维自引力系统的各态历经性质。我们应用三种不同的测试遍历性：一个直接的方法比较粒子的动量和位置的时间平均各自的系综平均，逗留时间统计和动力学函数的方法。为了比较的目的，他们也适用于短程相互作用系统和哈密顿平均场模型。我们的结果表明，二维自引力系统需要很长的时间才能建立遍历性。如果在势能中使用Kac因子，使得总能量是广延的，则该时间与粒子数无关，并且在没有Kac因子的情况下与$\sqrt{N}$发散。
2015-10-12 cond-mat.stat-mech
Dynamics and thermodynamics of a simple model similar to self-gravitating systems: the HMF model
讨论了具有长程相互作用的哈密顿平均场模型（HMF）的动力学和热力学性质。HMF模型可以看作是一维自引力系统的一个傅立叶分量。有趣的是，它表现出许多真实的自引力系统的特征（剧烈的弛豫，亚平衡态的持久性，缓慢的碰撞动力学，相变，.）同时避免了由短距离处的引力势的奇异性和没有大尺度约束所引起的复杂问题。我们强调HMF模型和自引力系统之间的深刻类比，通过发展这两个系统之间的完全平行。这使我们能够将等离子体物理和天体物理学中引入的许多技术应用于一个新的问题，并看到结果如何依赖于空间的维度和相互作用势的形式。这种比较研究为自引力系统的统计力学带来了新的启示。我们还提到简单的天体物理应用的HMF模型与形成的酒吧在螺旋星系。
2005-06-20 cond-mat.stat-mech
Nonextensivity and the power-law distributions for the systems with self-gravitating long-range interactions
通过对q-动力学理论中的能量守恒的自然非广延推广，研究了具有自引力长程相互作用的多体系统的非广延性和幂律分布.结果表明，幂律分布描述的长程性质的相互作用和非局域相关的自引力系统与非均匀速度色散。建立了非广延参数q与自引力系统的可测量：速度色散和质量密度之间的关系。相应地，非广延参数q可以由微观动力学方程唯一确定，从而可以清楚地给出q不同于统一的物理解释。我们导出了具有非均匀速度色散的自引力系统径向密度依赖性的非线性微分方程，它能正确描述上述物理情形下暗物质的密度分布.我们还将这种q-动力学方法应用于分析自引力无碰撞系统和自引力气体动力学系统的非广延性，给出了幂律分布的明确的物理意义。
2007-11-18 astro-ph cond-mat.stat-mech
Phase transitions in self-gravitating systems. Self-gravitating fermions and hard spheres models
本文讨论了微正则系综和正则系综下自引力系统的相变性质。我们通过考虑自引力费米子和硬球模型的情况，避免了引力势在短距离上的发散。三种类型的相变（零级，一级和二级）的证据。它们将具有平滑变化的物质分布的“气态”相与具有核晕结构的“凝聚”相分离。我们提出了一个简单的分析模型来描述这些相变。我们确定的值的能量（在微正则系综）和温度（在正则系综）在过渡点，我们研究它们的依赖性与简并参数（费米子）或粒子的大小（硬球气体）。标度律在小的短距离截止的渐近极限中解析地获得。我们的分析模型捕捉到了问题的基本物理特性，并与完整的数值解进行了非常好的比较。
2002-01-28 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.CD
On the thermodynamical limit of self-gravitating systems
研究表明，由de Vega和Sanchez提出的自引力系统的稀释引力极限与通常的引力极限存在相同的问题，并导致引力函数发散.本文还从平均场论的观点讨论了这个问题。
2003-09-04 astro-ph cond-mat.stat-mech
Energy landscape and phase transitions in the self-gravitating ring model
我们应用最近提出的标准存在的相变，这是基于鞍的能量景观的属性，简化模型的系统与引力相互作用，称为自引力环模型。我们分析表明，该标准正确地挑出一个均匀的和一个群集的相位之间的相变，也表明存在另一个相变，以前不知道。根据能量景观的性质，我们推测后一种过渡的性质。
2009-09-08 cond-mat.stat-mech
Kinetic equation model for self-gravitating systems
本文在Bhatnager-Gross-Krook模型的框架下研究了自引力系统的动力学理论。这种方法提供了一个独特的和易于处理的设置研究中心，碰撞为主的区域的系统，以及其外部几乎无碰撞的部分。考虑了系统的稳态非平衡态，并确定了几种不同的自相似解。
2001-03-02 astro-ph cond-mat.stat-mech
The nonextensive parameter and Tsallis distribution for self-gravitating systems
研究了自引力系统的非广延参数q和Tsallis分布的性质。基于广义Boltzmann方程、q-H定理和广义Maxwell q速度分布，在Tsallis统计框架下，推导了q的数学表达式。我们得到了一个清晰的理解的物理q不同于统一的温度梯度和自引力系统的引力势。结果表明，Tsallis统计量可以作为描述具有非均匀温度和长程相互作用的非平衡系统的统计量。
2004-09-18 astro-ph cond-mat.stat-mech
On the analogy between self-gravitating Brownian particles and bacterial populations
我们发展了自引力布朗粒子和细菌种群之间的类比。在高摩擦极限下，自引力布朗气体可以用Smoluchowski-Poisson系统描述。这些方程可以发展一个自相似的崩溃，导致有限时间的奇异性。巧合的是，Smoluchowski-Poisson系统对应于细菌种群的Keller-Segel模型的简化版本。在这种生物学背景下，它描述了细菌菌落的趋化性聚集。我们通过引入小规模正则化扩展了这些经典模型。在引力的背景下，我们考虑气体的自引力布朗费米子和在生物的背景下，我们考虑有限尺寸的影响。在这种情况下，当系统感受到小尺度正则化的影响时，崩溃停止。与崩溃相反的“爆炸”现象也是可能的。
2004-07-15 astro-ph cond-mat.stat-mech
Slow dynamics and ergodicity in the one-dimensional self-gravitating system
我们重新审视一维自引力片模型的动力学。我们证明了均匀态和非均匀态具有不同的遍历性。前者是非遍历的，如果对周期边界条件取适当的限制，单粒子分布函数具有零碰撞项。非均匀态在达到平衡的弛豫时间量级的时间窗口中是遍历的，这在具有长程相互作用的其他系统中也类似地观察到。对于片模型，如果与初始的剧烈弛豫时间相比，则该弛豫时间比具有长程相互作用的其他系统大得多。
2020-07-22 cond-mat.stat-mech
Self-gravitating Brownian systems and bacterial populations with two or more types of particles
本文研究了含有两种或两种以上粒子的自引力气体的热力学性质。利用平衡点线性级数的方法，我们确定了微正则系综和正则系综中统计平衡态的结构和稳定性。我们展示了如何临界温度（金斯不稳定性）和临界能量（安东诺夫不稳定性）依赖于粒子的相对质量和空间的维度。然后，我们研究了正则系综中自引力布朗粒子的多组分气体的动力学演化。在临界温度以下的崩溃描述的自相似的解决方案得到解析。我们发现粒子偏析，与最慢的崩溃粒子的标度曲线衰减与非普遍的指数，我们计算微扰在不同的限制。这些结果与两种群Smoluchowski-Poisson系统的数值模拟进行了比较。我们的自吸引布朗粒子模型也描述了生物学中细菌多物种系统的趋化聚集。
2005-03-10 cond-mat.stat-mech
Self-gravitating Stellar Systems and Non-extensive Thermostatistics
在介绍了自引力系统的基本性质之后，我们给出了Tsallis广义熵在分析自引力系统热力学性质中的应用。通过极值的Tsallis熵，我们得到一个状态方程称为恒星多面体。对于一个被完全反射壁所限制的自引力恒星系统，我们讨论了它的负比热引起的热力学不稳定性。极值作为一个准平衡的作用也证明了从N体模拟的结果。
2004-04-04 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Long-Range Correlations in Self-Gravitating N-Body Systems
观察到的自引力系统揭示了往往支离破碎的非平衡结构，其特征是长程相关性。然而，模型占非线性结构的增长并不总是与观察和更好地了解自引力$N$体系统似乎是必要的。由于不稳定引力系统对非引力扰动敏感，我们研究了不同耗散因子以及不同大小尺度边界条件对理想$N$ -体系统的影响。我们发现，在负比热的区间，平衡性质不同于重力热系统的理论预测，证实了微观物理的重要性和缺乏一致的理论工具来描述自引力气体。此外，在负比热的区间，但在平衡之外，非受迫系统的碎片和建立瞬态长程相关。这些相关性的强度取决于粒度的程度，这表明要使质量和力的分辨率一致。最后，持久的相关性出现在模型系统受到能量流。
2002-01-29 astro-ph cond-mat.stat-mech
Post-collapse dynamics of self-gravitating Brownian particles in D dimensions
我们解决后崩溃动力学的自引力气体的布朗粒子在D维，在正则和微正则系综。在正则系综中，坍缩后的演化以质量增加的狄拉克峰的形成为标志。峰外的密度分布随着中心密度的减小和核心半径的增大而自相似地演化。在微正则系综中，坍缩后区域的特征是形成了一个类似“二进制”的结构，周围环绕着一个几乎均匀的高温晕。这些结果与实验预测一致。
2004-03-23 astro-ph cond-mat.stat-mech
Long-term Evolution of Stellar Self-Gravitating System away from the Thermal Equilibrium: connection with non-extensive statistics
特别注意最近假设的非广泛推广的玻尔兹曼-吉布斯统计的引入，我们研究的长期恒星动力学演化的自引力系统的时间尺度远长于两体弛豫时间。在绝热壁中的自引力N体系统中，我们证明了由Tsallis熵产生的准平衡序列，即所谓的恒星多面体，在表征远离Boltzmann-Gibbs平衡态的瞬态过程中起着重要的作用.
2003-03-18 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Particle linear theory on a self-gravitating perturbed cubic Bravais lattice
离散效应是N体模拟的不可控系统误差的来源，N体模拟用于计算自引力流体的演化。我们已经发展了所谓的“粒子线性理论”（PLT），它描述了位于扰动简单立方晶格上的自引力粒子的位置演化。它是自引力流体的著名线性理论（拉格朗日）的离散模拟。比较这两种理论允许精确量化的离散效应的线性政权。这是有用的，以开发的PLT也为其他扰动格，因为它们代表不同的离散化相同的连续系统。在本文中，我们详细介绍了如何实现的PLT微扰立方布拉维晶格（简单，体和面心）在一个立方模拟箱。作为一个应用程序，我们将研究的离散效应-在线性政权-N体模拟的初始条件已经成立，使用这些不同的晶格。
2008-09-17 astro-ph cond-mat.stat-mech
What does the nonextensive parameter q stand for in self-gravitating systems ?
当Tsallis统计应用于自引力系统时，非广延参数代表什么是一个自然的重要问题。本文在非广延动力学理论的框架下讨论了自引力系统的非广延参数和Tsallis平衡分布的一些性质。在坚实的数学基础上，非广延参数可以用温度梯度和引力势的公式表示，并能表示长程相互作用系统的非等温（非平衡定态）性质的物理意义。结果表明，Tsallis平衡分布对应于自引力系统在流体静力平衡时的物理状态。
2010-04-06 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.AO
Thermodynamics and collapse of self-gravitating Brownian particles in D dimensions
我们解决热力学（平衡密度分布，相图，不稳定性分析......）和崩溃的自引力气体布朗粒子在D维，在正则和微正则系综。在正则系综中，我们导出了密度标度分布的解析形式，它衰减为f（x）=x^{-α}，α =2。在微正则系综中，我们证明了f的衰变为f（x）=x^{-α max}}，其中α max是一个非平凡指数.我们导出了alpha_{max}和f在大D极限下的精确展开式.最后，我们解决了D=2的问题，它显示了相当丰富和奇特的功能。
2002-04-14 astro-ph cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Relativistic One-Dimensional Self-Gravitating Systems
本文研究广义相对论一维自引力系统的统计力学。该系统由$N$ -粒子耦合到线引力，并可以被认为是一个模型的$N$相对论相互作用片的均匀质量。在$1/c$中计算了配分函数和单粒子分布函数，其中$c$是光速;作为非相对论一维自引力系统的$c\to\infty$结果被恢复。我们发现，相对论效应通常会导致位置和动量分布函数变得更加尖锐的峰值，并且在相同的固定能量下，相对论气体的温度小于非相对论气体。我们认为我们的结果的大N限制，并比较这非相对论性的情况下。
2001-01-27 astro-ph cond-mat.stat-mech gr-qc
Microcanonical mean-field thermodynamics of self-gravitating and rotating systems
采用微正则平均场方法，导出了封闭在三维有限球体积$V$中的自引力$N$ -体系统的全局相图，它是总能量和角动量的函数.在低角动量（即缓慢旋转的系统）已知的气体云崩溃到一个单一的致密集群恢复。相反，在高角动量下，旋转对称性可以自发地被打破，出现旋转不对称结构（双团簇）。
2002-06-19 astro-ph cond-mat.stat-mech nlin.PS
Anomalous diffusion as a signature of collapsing phase in two dimensional self-gravitating systems
由$N$完全耦合的经典粒子构成的二维自引力哈密顿模型表现出从低能的坍缩相（CP）到高能的均匀相（HP）的转变.从动力学的角度来看，这两个阶段的特点是由两个不同的单粒子运动：即，超扩散的CP和弹道的HP。在$τ$随$N$线性增加的时间内观察到异常扩散。因此，有限的粒子数就像系统的白噪声源，在更长的时间内抑制异常传输。
1998-01-02 astro-ph chao-dyn cond-mat.dis-nn
