Incomplete equilibrium in long-range interacting systems
我们使用哈密顿动力学来讨论持久准定态的统计力学,特别是与长程相互作用系统相关的。尽管存在反常的单粒子速度分布,我们发现,中心极限定理意味着在吉布斯的$Γ$ -空间玻尔兹曼表达式。我们确定的非平衡子流形的$Γ$ -空间特征的异常行为,并表明,通过限制玻尔兹曼-吉布斯方法,这个子流形,我们得到的准定态的统计力学。
2006-09-13 cond-mat.stat-mech
Stationary ordered non-equilibrium states of long-range interacting systems
长程相互作用哈密顿系统一般被认为向称为“准稳态”的非平衡态弛豫,因为它们在随粒子数发散的时间尺度上非常缓慢地向热力学平衡发展。我们在这里表明,通过应用一个合适的微扰算子为有限的时间间隔,我们得到,在一个家庭的长程系统,非平衡态似乎是严格平稳的。它们甚至在谐波势的情况下也存在,并且其特征在于有序的微观相空间结构。我们给出了一些简单的启发式参数,合理地预测这些国家的一些属性。
2017-07-15 cond-mat.stat-mech
An Efficient Monte-Carlo Method for Calculating Free-Energy in Long-Range Interacting Systems
提出了一种有效的计算长程相互作用体系自由能随序参量变化的Monte-Carlo方法。在这种方法中,一个变种的Wang-Landau方法的序参量相结合的随机截止方法,这是最近开发的远程相互作用系统。这种方法使我们能够计算自由能在远程相互作用系统与合理的计算时间,尽管事实上,没有近似。这种方法适用于一个三维磁偶极系统测量自由能作为磁化的函数。通过使用本方法,我们可以计算自由能的大系统尺寸的$16^3$自旋,尽管存在的长程磁偶极相互作用。与传统的由能量态密度和序参量联合计算自由能的Wang-Landau方法相比,讨论了本方法的优缺点.
2011-08-26 cond-mat.stat-mech
A stochastic model of long-range interacting particles
我们介绍了一个模型的远程相互作用粒子的随机蒙特卡罗动力学下,在其中可能的增加或减少的动态变量的值被接受与预先分配的概率。对于对称增量,系统在长时间内稳定到吉布斯平衡态,而对于非对称更新,稳定态是不平衡的。对于热力学极限下的Fokker-Planck动力学,我们精确计算了非平衡稳态下的相空间分布,发现它在平衡极限下有一个非平凡的形式,可以约化为我们熟悉的Gibbsian测度.
2013-11-08 cond-mat.stat-mech
The Topological Non-connectivity Threshold in quantum long-range interacting spin systems
拓扑非连通性阈值(TNT)的量子特性,在F.Borgonovi,G.L.Celardo,M.Maianti,E.Pedersoli,J. Stat.物理、116,516(2004),已经在硬量子体系中进行了分析。提出了通过宏观量子隧穿研究量子-经典跃迁的可能性的新观点。
2005-10-13 cond-mat.stat-mech
Reply to the comment on ``Incomplete equilibrium in long-range interacting systems'' by Tsallis et al
在他们的评论被拒绝后[arXiv:cond-mat/0609399 v1]到我们的物理。{ \bf 97},100601(2006),作者通知我们,他们的评论的扩展版本将在其中一人的直接编辑责任下发表在不同的期刊上。然后,我们决定公开我们的正式答复,最初准备发表在物理评论Lett。
2007-05-07 cond-mat.stat-mech
Spreading of Perturbations in Long-Range Interacting Classical Lattice Models
Lieb-Robinson型边界的一类经典的哈密顿晶格模型的报告。通过能量或时间的适当重新标度,可以为任意长范围的相互作用构建这样的边界。该界量化了系统的动力学依赖于初始状态的扰动。扰动的影响被发现是有效地限制到内部的因果区域的对数形状,只有小,代数衰减的影响在外部。一个精致的边界,比传统的Lieb-Robinson边界更清晰,需要正确捕捉的因果区域的形状,经典的长程$XY$链的数值结果证实。我们讨论的相关性,我们的研究结果的放松平衡的长程相互作用晶格模型。
2014-05-29 cond-mat.stat-mech
Parallelized Stochastic Cutoff Method for Long-Range Interacting Systems
我们提出了一种方法来并行随机截断(SCO)方法,这是一个远程相互作用系统的蒙特卡罗方法。通过SCO方法消除相互作用后,我们将晶格细分为互不相互作用的互穿子晶格。这种细分使我们能够并行Monte-Carlo计算的SCO方法。这种细分是通过数值求解由SCO方法创建的图的顶点着色来找到的。我们使用Kuhn和Wattenhofer提出的算法来解决顶点着色的并行计算。将该方法应用于$L\times L$正方形格子上的二维磁偶极系统,考察其并行化效率。结果表明,在L=2304的情况下,用288个处理器并行计算,计算速度提高了约102倍。
2015-06-26 cond-mat.stat-mech
Microcanonical quasi-stationarity of long-range interacting systems in contact with a heat bath
在分析结果和分子动力学模拟的基础上,我们阐明了与热浴接触的长程相互作用系统的非平衡动力学。对于小的耦合浴,我们表明,该系统可以首先被困在一个弗拉索夫准定态,然后一个微正则一个遵循,最后达到正则平衡浴温度。我们比较了朗之万介观恒温器与微观耦合系统的哈密顿水库,并证明了这两种描述的等价性。我们的参数确定的准静态寿命的识别可以利用控制实验系统,如自由电子激光,在存在外部噪声或固有缺陷。
2009-03-20 cond-mat.stat-mech
Secular dynamics of long-range interacting particles on a sphere in the axisymmetric limit
本文研究了在轴对称平均场势的限制下,长程相互作用粒子在球体上运动的长期动力学。我们表明,该系统可以描述的一般动力学方程,非齐次Balescu-Lenard方程。我们使用这种方法来计算长期的扩散系数,直接模拟相比。最后,我们展示了如何缩放系统的弛豫速率与粒子的数量从根本上取决于基本的频率分布。这阐明了为什么具有单调轮廓的系统经历动力学阻塞并且在${1/N}$共振效应下不能作为整体松弛。由于它的一般形式,这个框架可以描述全球耦合的经典海森堡自旋的动力学,在液晶中的长程耦合,或在近开普勒系统中的恒星的轨道倾角演化。
2018-11-14 cond-mat.stat-mech
Scaling of the dynamics of homogeneous states of one-dimensional long-range interacting systems
在过去的十五年里,人们一直在研究长程相互作用系统的准定态。众所周知,Balescu-Lenard和Landau方程的碰撞项对于均匀状态下的一维系统是消失的,因此需要一个新的动力学方程,该方程适当地依赖于粒子的数量。在这里,我们表明,以前的缩放文献中所描述的是由于小尺寸效应或使用不适当的变量来描述的动态。正确的标度是成正比的粒子数的平方和推导出的动力学方程的均匀制度和数值证据给出了哈密顿平均场和环模型。
2014-08-22 cond-mat.stat-mech
Prediction of anomalous diffusion and algebraic relaxations for long-range interacting systems, using classical statistical mechanics
我们解释了普遍存在的和非常缓慢的演变的非高斯的平衡分布的哈密顿平均场模型,通过传统的动力学理论。推导出测试粒子的福克-普朗克方程,也可以明确地解释和预测动量自相关的惊人的缓慢代数松弛,这是以前在数值模拟中发现的。最后,角反常扩散的一个大类的初始分布进行了预测。非广延统计力学被证明是不必要的解释这些现象。
2005-07-15 cond-mat.stat-mech
Linear complex susceptibility of long range interacting dipoles acted on by thermal agitation and weak external ac fields
在维里近似下,使用Cugliandolo等人[Phys. Rev. E 91,032139(2015)]的强迫旋转扩散方程,推导出了偶极组件在热搅动、长程相互作用和外加弱振幅均匀正弦场作用下的线性复磁化率的解析公式。如果偶极组装的Kirkwood相关因子gK超过1,则出现由相互作用特定组分引起的热活化过程,而对于gK<1,由其静态值归一化的磁化率谱相对于理想气体相的磁化率谱几乎不变。
2019-01-21 cond-mat.stat-mech
Surprises from quenches in long-range interacting systems: Temperature inversion and cooling
当控制一个处于热平衡的长程相互作用质点系动力学的参数突然改变(猝灭)到一个不同的值时,会发生什么?在相同条件下,短程系统将及时弛豫到整个系统具有均匀温度的新的热平衡,而长程系统显示出快速弛豫到非平衡{ \em准定态}(QSS)。这种非平衡态的寿命随系统尺寸而发散,并且温度在整个系统中是不均匀的。非常令人惊讶的是,在淬火后获得的QSS中的密度分布与空间中的温度分布是线性相关的,因此表现出{ \em温度反转}现象:较密集的区域比较稀疏的区域更冷。我们用广泛的分子动力学模拟说明了这种情况下,在一个原型的远程相互作用系统受到各种淬火协议的普遍存在,并在一个模型,模仿原子与光相互作用的实验设置在光学腔。我们进一步展示了如何结合过滤掉系统中的高能粒子的迭代淬火程序可以用来冷却系统。在自然界中,在某些天体物理环境中可以观察到逆温现象;我们的研究结果表明,这种现象应该是可以观察到的,甚至可以在受控的实验室实验中利用。
2016-09-28 cond-mat.stat-mech
Slow relaxation in long-range interacting systems with stochastic dynamics
准定态是在确定性哈密顿演化下,在某些长程相互作用系统中观察到的长寿命非平衡态。这些有趣的非玻尔兹曼状态随着时间的推移放松到平衡状态,随着系统大小的代数发散。为了测试这种现象的鲁棒性,非确定性的动力学过程,我们已经推广的范式模型表现出这样的行为,哈密顿平均场模型,包括能量守恒的随机过程。基于Boltzmann方程、标度方法和数值研究的分析表明,在长时间限制下,系统在不随系统大小代数发散的时间尺度上弛豫到平衡态.因此,准平稳性只发生在由随机过程的强度确定的时间上的交叉现象。
2010-07-27 cond-mat.stat-mech
Kinetic theory of ${1D}$ homogeneous long-range interacting systems sourced by ${1/N^{2}}$ effects
长程相互作用$N$ -体系统的长期动力学一般可用Balescu-Lenard动力学方程描述。然而,对于${1D}$齐次系统,这个碰撞算子完全消失的对称性。这些系统经历动力学阻塞,并且在${1/N}$共振效应下不能作为整体弛豫。结果,这些系统只能在${1/N^{2}}$作用下松弛,并且它们的松弛显著减慢。在齐次哈密顿平均场模型的背景下,我们提出了一个新的,封闭的和明确的动力学方程描述自洽的非常长期的演变,这样的系统,在极限的集体效应可以忽略不计,即动态热的初始条件。我们特别展示了动力学方程如何满足$H$ -定理,保证不可避免的放松玻尔兹曼平衡分布。最后,我们说明了动力学方程与直接$N$ -体模拟的测量值如何定量匹配。
2019-07-16 cond-mat.stat-mech
Kinetic theory for non-equilibrium stationary states in long-range interacting systems
我们研究受外部随机力扰动的长程相互作用系统。与短程系统的情况不同,随机力通常局部作用于每个粒子,在这里我们考虑外部随机场的扰动。系统达到稳定状态,其中外力平衡平均耗散。这些状态不尊重细致平衡,并支持守恒量的非零通量。我们推广孤立长程系统的动力学理论来描述这个非平衡问题的动力学。我们得到的动力学方程适用于等离子体,自引力系统,并广泛的其他系统。我们的理论结果适用于均匀态,但也可以推广到非均匀态。我们得到了很好的协议,我们的理论预测和数值模拟。我们讨论了可能的应用程序来描述非平衡相变。
2012-01-31 cond-mat.stat-mech
Long-range interacting systems and the Gibbs-Duhem equation
在$d$空间维中,得到了长程相互作用系统的广义Gibbs-Duhem方程。我们认为系统中的粒子通过$1/r^ν$与$0\leqν\leq d$形式的缓慢衰减的对势相互作用。利用局域热力学平衡条件,通过计算每个粒子的局域熵,得到局域状态方程。这个局部状态方程是理想气体的状态方程。对局部热力学变量在体积上所满足的关系进行积分,导出了包含全局星等的方程。因此,欧拉关系被发现,我们表明,它是修改的,通过增加一个项成比例的总势能。这一项是吉布斯-迪昂方程的修正项。指出了长程相互作用系统热力学与Hill提出的小系统热力学之间的密切关系。
2013-11-15 cond-mat.stat-mech
Time Quantified Monte Carlo Method for Long-range Interacting Systems
我们提出了一种模拟具有长程相互作用的经典自旋系统的随机动力学的方法。该方法将模拟平衡态的随机截断(SCO)方法与时间量化蒙特卡罗(TQMC)方法相结合。我们分析证明,本方法给出了相同的实时动态随机Landau-Lifshitz-Gilbert(s-LLG)方程,即,这两种方法得到相同的福克-普朗克系数。我们证明了磁化反转过程,并确认结果是在良好的协议,通过s-LLG得到的结果。使用我们的方法,使我们能够分析复杂的晶格系统组成的许多自旋在一个单元格。并对TQMC的技术改进提出了建议。
2019-12-06 cond-mat.stat-mech
Decay of long-lived oscillations after quantum quenches in gapped interacting quantum systems
针对有隙相互作用量子系统中量子猝灭后长寿命振荡是否衰减的问题,通过可映射为弱相互作用费米子的自旋模型,用BBGKY层级方法分析,发现振荡会在随猝灭强度减小而增大的时间尺度后开始衰减。
2024-08-13 cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic Limit of Brownian Particles Interacting with Short and Long Range Forces
我们研究了一个相互作用的粒子模型系统的时间演化,运动在一个$d$维环面。微观动力学在时间上是一阶的,速度设置为等于势能项$Ψ$加上独立布朗运动的负梯度:$Ψ$是对势的和,$V(r)+γ^d J(γr)$,第二项具有Kac势的形式,具有倒数范围$γ$。利用扩散流体动力学标度(空间尺度$γ^{-1}$,时间尺度$γ^{-2}$),在极限$γ\downarrow 0$下,得到了描述宏观密度分布随时间演化的扩散型积分微分方程.
1998-09-24 cond-mat.stat-mech
Dynamics and thermodynamics of rotators interacting with both long and short range couplings
研究了最近邻耦合对铁磁哈密顿平均场模型(HMF)热力学和动力学性质的影响。对于一定范围的反铁磁最近邻耦合,观察到一个典型的一级转变,和典型和微正则系综是不等价的。在研究非平衡态的弛豫时间时发现,与HMF模型一样,一类非磁态也是准稳态的,其寿命随自由度$N$的代数发散.亚稳态的寿命被发现与$N$的预期呈指数增长。
2005-10-19 cond-mat.stat-mech
Canonical solution of a system of long-range interacting rotators on a lattice
本文用解析方法计算了晶格上的旋转子(经典X-Y自旋)系统的正则配分函数,这些配分函数由衰减为它们的距离的倒数的项耦合而成。它还示出了如何计算重新缩放函数,该重新缩放函数允许针对任何d维晶格和任何α <d将模型简化为平均场(α =0)模型。
2000-04-12 cond-mat.stat-mech
Energy current correlation in solvable long-range interacting systems
我们考虑具有长程相互作用的一维系统中的热传递。当总动量守恒时,典型的短程相互作用系统在热输运中表现出反常行为,而动量不守恒系统则不表现出反常行为。在这项研究中,我们专注于长程相互作用的影响。我们提出了一个精确可解的模型,减少到所谓的动量交换模型在短程相互作用的限制。我们精确地计算了能流关联函数中的渐近时间衰减,它通过格林-久保公式与热导率相关联。从电流相关性的时间衰减,我们展示了三个定性的关键结果。首先,时间衰减{ \it continuously}中的反常指数作为长程相互作用指数的函数而变化。第二,有一个制度,电流相关发散的系统尺寸与固定的时间,因此,时间衰减的指数不能定义。第三,即使是动量不守恒的系统,也可以显示出反常的热输运指数。我们还考虑了高维系统,发现即使在三维系统中,长程相互作用也能引起反常指数。
2020-05-01 cond-mat.stat-mech
Long-Time Behavior of Velocity Autocorrelation Function for Interacting Particles in a Two-Dimensional Disordered System
利用分子动力学模拟研究了具有多体相互作用和随机势的二维体系的速度自相关函数(VACF)的长时间行为.随着杂质密度的增加,无规势的增强,VACF出现了从与t^{-1}成正比的正尾到与-t^{-2}成正比的负尾的交叉行为.即使当颗粒密度与杂质密度为同一数量级时,也存在后一个尾部。研究了VACF在非平衡稳态下的行为。在线性响应区域中,其行为与平衡态中的行为相似,而在非线性响应区域中,其行为急剧变化。
2008-01-25 cond-mat.stat-mech
Kinetic theory of one-dimensional homogeneous long-range interacting systems with an arbitrary potential of interaction
有限$N$效应必然驱动长程相互作用$N$ -体系统的长期演化。Balescu-Lenard动力学方程一般地描述了源自${1/N}$效应的这个过程,但是对于一维均质系统,这个动力学算子由于对称性而精确地消失:这样的系统经历动力学阻塞,并且不能在${1/N}$中以这个顺序作为整体松弛。因此,只有通过更弱的${1/N^{2}}$效应(来源于三体相关性),这些系统才能放松,导致更慢的进化。在极限的集体效应可以忽略不计,但对于任意的成对相互作用潜力,我们推导出一个封闭的和明确的动力学方程描述这个非常长期的演变。我们展示了这个动力学方程如何满足一个$H$ -定理,同时保存粒子数和能量,确保不可避免的放松系统的玻尔兹曼平衡分布。假设相互作用是长程的,我们还展示了这个方程如何不会受到进一步的动力学阻塞,即,${1/N^{2}}$动力学总是有效的。最后,我们说明了这个方程如何定量匹配直接$N$体模拟测量。
2020-07-29 cond-mat.stat-mech
Differences in the scaling laws of canonical and microcanonical coarsening dynamics for long-range interacting systems
我们研究了哈密顿和朗之万微观动力学对畴粗化生长规律的影响。使用一维类的广义$ϕ^4$模型与幂律衰减的相互作用,我们表明,这两个动力学表现出不同的标度律的粗化动力学的标度制度。对于朗之万动力学,它同意的缺陷动力学的指数,而哈密顿动力学揭示了新的标度律与不同的早期和晚期的制度。这种新的行为可以被理解为能量守恒的效果,它引起局部温度场和序参量的动力学之间的耦合。
2019-04-03 cond-mat.stat-mech
Classical Goldstone modes in Long-Range Interacting Systems
对于一个具有长程相互作用的经典系统,只要一个定态自发地破坏了哈密顿量的连续对称性,就存在一个软模。除此之外,如果与对称性破缺相关联的对应坐标是周期性的,则不同定态的相同能量和有限的$N$热涨落导致总动量为零的质心的超扩散运动,其在很长时间内趋向于正常扩散。作为例子,我们提供了一个二维自引力系统,一个自由电子激光和哈密顿平均场(HMF)模型。对于后者,给出了详细的质心运动理论。我们还讨论了如何耦合的软模式的平均场运动的单个粒子可能会导致强烈的混沌行为的有限的粒子数,如所示的HMF模型。
2020-07-22 cond-mat.stat-mech
Long-range interacting rotators: connection with the mean--field approximation
我们分析了一个铁磁耦合的旋转子链的平衡性质,通过一个力的相互作用,衰减为$r^{-α}$,其中r是粒子间的距离和$α\ge 0$。我们的模型包含作为特殊情况下的平均场极限($α=0$)和第一近邻模型($α\to \infty$)。通过积分运动方程,我们得到的磁化和动能的微正则时间平均。关于长程序,我们在低能量下检测到三种不同的制度,这取决于$α$是否属于间隔$[0,1)$,$(1,2)$或$(2,\infty)$。此外,对于$0 \le α< 1$,微正则平均同意,经过简单的缩放,与平均场XY模型的正则系综中获得的。这种对应关系提供了一种数学上易于处理和计算上经济的方法来处理由缓慢衰减的长程相互作用所控制的系统。
1999-11-03 cond-mat.stat-mech
Thermal transport in long-range interacting harmonic chains perturbed by long-range conservative noise
该研究针对兼具长程谐振相互作用与长程保守噪声的振子链,推导了能流自关联的精确表达式,划分出四种衰减区间,发现长程噪声可使热输运呈扩散性,并验证了有限尺寸修正的影响。
2024-09-18 cond-mat.stat-mech
Phase transitions in systems with non-additive long-range interactions
我们考虑非加性区域中具有长程相互作用的自旋系统。当采用非加性标度极限时,能量和熵竞争,系统表现出一些相变。这样的系统不满足加和性,这导致了一些与相变相关的不熟悉的性质。本文阐述了可加性的概念及其推论,并对长程相互作用体系的统计力学的最新进展作了评述。结果表明,根据平均场论所预言的均匀态的稳定性,参数空间被清晰地分解为三个区域。基于此参数空间分解,最近的结果MF理论的准确性进行了解释。当相互作用是非负的(铁磁)时,平均场论的分析是精确的,典型的自旋组态在正则系综中总是一致的。然而,在受限的正则系综中,即,在对磁化强度进行限制的正则系综中,平均场论不一定能给出系统的精确描述,而且平均场均匀态(MF相)和非均匀态(非MF相)之间存在相变。一个新的发现是,当相互作用势改变其符号取决于距离,非MF相位出现,甚至在正则系综。
2013-10-13 cond-mat.stat-mech
Quasistationarity in a long-range interacting model of particles moving on a sphere
考虑了一个由$N$粒子组成的长程相互作用系统,该系统在无限程吸引的类海森堡相互作用下在球面上运动,并在确定性Hamilton动力学下演化.该系统也可以被看作是一个全局耦合的海森堡自旋。在平衡状态下,系统具有从低能量磁化相(其中颗粒聚集在球形表面上)到高能量均匀相的连续相变。通过分析单粒子分布演化的弗拉索夫方程,解析地研究了模型的动力学行为,并通过直接模拟进行了数值模拟。该模型被发现表现出长寿命的非磁化准稳态(QSS),在热力学极限是动态稳定的能量范围内的平衡态被磁化。对于有限的$N$,这些状态在随着$N$代数地增加的时间上松弛到平衡。在动态不稳定的制度,非磁化状态松弛快速平衡的时间尺度为$\log N$。这些特征在磁化强度中存在全局各向异性的情况下被保留。
2013-11-26 cond-mat.stat-mech
Universality in long-range interacting systems: the effective dimension approach
本文综述有效维度方法,通过关联长程相互作用临界系统与局域系统的标度指数简化长程模型研究,结合多种RG方法拓展其有效性,验证其估计长程模型临界指数准确率超97%。
2024-06-20 cond-mat.stat-mech
Energy transport in the presence of long-range interactions
我们利用分子动力学模拟研究了聚合哈密顿平均场模型和其他相关长程相互作用模型中的能量输运。我们表明,在HMF模型的能量扩散是subdiffusive的性质,这证实了最近得到的有趣的结果,尽管是全球相互作用,这个模型是一个热绝缘体的热动力学限制。令人惊讶的是,当额外的最近邻相互作用被引入到HMF模型中时,观察到能量超扩散。我们表明,这些结果可以一致地解释,通过研究能量本地化由于热产生的固有的本地化激发模式(离散呼吸)在非线性离散系统。我们对HMF模型的分析也可以很容易地扩展到更通用的长程相互作用模型,其中相互作用强度随两个晶格位置之间的(最短)距离代数衰减。这调和了最近提出的许多明显违反直觉的结果[C。Olivares和C. Anteneodo,Phys. Rev. E 94,042117(2016); D. Bagchi,Phys. Rev. E 95,032102(2017)]关于两个这样的长程相互作用模型中的能量传输。
2017-10-12 cond-mat.stat-mech
Emergence of collective motion in a model of interacting Brownian particles
通过研究一个系统的布朗粒子,相互作用只通过一个本地的社会一样的力量(速度对齐),我们表明,自推进是不是一个必要的功能,只要欠阻尼粒子动力学可以保证发生的植绒过渡。此外,该系统从静止相接近热平衡,没有净流量的粒子,远离平衡的表现出集体运动,长程序和巨大的数字波动,功能通常与有序相的模型,其中考虑自推进。
2014-10-13 cond-mat.stat-mech
Long-range interacting systems are locally non-interacting
本文研究任意维度下的通用长程开放量子系统,证明在热力学极限下其局部性质由涌现的非相互作用理论描述,动力学因子分解且无关联产生,对弛豫行为具有重要影响。
2025-02-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate Thermalization in Long-Range Interacting Systems
受最近关于可调远程相互作用量子系统的离子实验的启发[B.Neyenhuis等人,Sci.Adv.3,e1700672(2017,https://doi.org/10.1126/sciadv.1700672)],我们测试了具有幂律相互作用$\sim 1/r^α$的系统的强本征态热化假设(ETH)。我们数值证明,强ETH通常至少适用于具有$α\geq 0.6$的系统,其中包括库仑,库仑偶极和偶极-偶极相互作用。与短程相互作用系统相比,对于长程相互作用系统,一般局部可观测量的本征态期望值明显偏离其微正则系综平均值.我们发现,Srednicki的anonymity打破了$α\lesssim 1.0$至少对于相对较大的系统尺寸。
2022-04-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Long range order in non-equilibrium interacting quantum spin chains
我们推测,非平衡边界条件一般触发长程序在非平衡定态的局域相互作用量子链。我们的结果是基于大尺度密度矩阵重整化群模拟的几个模型的量子自旋1/2链,这是驱动远离平衡耦合到一对不相等的Lindblad水库本地连接到链的两端。特别地,通过改变各向异性参数,我们发现了可积海森堡XXZ链中从指数衰减到长程自旋-自旋关联的相变。长程序通常也出现在打破模型的可积性之后。
2010-05-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Long-wavelength instabilities in a system of interacting active particles
基于一个微观模型,我们发展了一个连续描述悬浮的微观自推进粒子。通过这种连续描述,我们研究了长程相互作用在破坏短程相互作用所产生的宏观有序相中的作用。长波长的波动可以使偶极粒子悬浮液中的各向同性和对称破缺极性相都不稳定。拉力器(推力器)悬架的不稳定性是由展曲(弯曲)波动引起的。这种不稳定性在四极粒子的悬浮液中是看不到的。
2017-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Cutoff Method for Long-Range Interacting Systems
提出了一种新的计算长程相互作用系统的Monte-Carlo方法。该方法是在满足细致平衡条件下,随机消除相互作用。当$N$ -粒子系统的成对相互作用$V_{ij}$随距离减小为$r_{ij}^{-α}$时,每一个蒙特卡罗步骤的计算时间对于$α\ge d$为${\cal O}(N)$,对于$α< d$为${\cal O}(N^{2-α/d})$,其中$d$是空间维度。我们将该方法应用到一个二维磁偶极系统。该方法使我们能够以合理的计算时间处理一个巨大的$256^2$自旋系统,并再现了源自长程偶极相互作用的循环顺序。
2007-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Dynamical large deviations for long-range interacting inhomogeneous systems without collective effects
针对忽略集体效应的非均匀长程相互作用 $N$ 体系统,本文推导经验角度平均分布函数的大偏差原理,扩展非均匀 Landau 动理学理论,并阐明对应 Hamiltonian 的守恒性与梯度结构。
2023-08-16 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Kinetic theory of one-dimensional inhomogeneous long-range interacting $N$-body systems at order $1/N^{2}$ without collective effects
长程相互作用系统由于其有限数量的粒子$N$而不可逆地松弛。在$1/N$阶,这个过程由非齐次Balescu-Lenard方程描述。然而,这个方程完全消失在一维非均匀系统的单调频率分布和维持只有1:1共振。在集体效应可以忽略的极限下,我们导出了这类系统的一个封闭的、显式的$1/N^{2}$碰撞算子。我们详细介绍了它的属性,特别是它如何满足一个$H$ -定理玻尔兹曼熵。我们还比较了它的预测与直接$N$体模拟。最后,我们展示了这$1/N^{2}$碰撞算子完全消失的长程相互作用势的一般类。
2022-07-12 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Universal work statistics in long-range interacting quantum systems
研究长程相互作用减少非绝热演化中缺陷导致的能量损失的条件,通过量子功统计证明长程系统对动态激发的鲁棒性,揭示其在提升量子热器件功率效率比和优化有限时间热循环方面的潜力。
2024-07-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing Anomalous Longitudinal Fluctuations of the Interacting Bose Gas via Bose-Einstein Condensation of Magnons
在均匀磁场中量子海森堡反铁磁体中有限交错磁化的出现可以看作是磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚。利用相互作用玻色气体红外行为的非微扰结果,给出了零温下磁场中量子反铁磁体的交错自旋关联函数的精确结果.特别是,我们表明,在1 < D <= 3的纵向动态结构因子S_parallel(q,ω)描述的交错自旋起伏的方向上的交错磁化表现出一个临界连续的重量可以通过改变磁场实验控制。
2007-01-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Molecular dynamics for long-range interacting systems on Graphic Processing Units
我们提出了一个四阶辛积分的图形处理单元上的三个$N$体模型与长程相互作用的普遍利益:哈密顿平均场,环和二维自引力模型。我们讨论的算法,加速比和错误使用一个和两个GPU单元。与串行代码相比,加速比可以高达140,并且总能量中的总体相对误差与CPU代码具有相同的数量级。测试中使用的颗粒数量范围从10,000到50,000,000,取决于模型。
2012-12-03 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Freezing and Shielding under Global Quenches for Long-Range Interacting Many-Body Systems
Institute for Theoretical Physics, ETH Z \"u rich, Wolfgang-Pauli-Str. 27, 8093 Z \"u rich, Switzerland
本文研究长程跃迁 Fermi-Hubbard 模型在局域相互作用淬火后的动力学,发现低能能隙足够大时高能与低能模式不混合,导致动力学冻结,并揭示屏蔽与冻结是长程相互作用系统的普遍特征,可能与准稳态有关。
2026-10-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal transport in long-range interacting Fermi-Pasta-Ulam chains
在远程(LR)相互作用系统的热传输的研究目前特别具有挑战性。主要困难在于边界条件的选择和热流的定义时,驱动系统在一个平衡态由通常的热库。在这里,通过采用反向类型的热浴,可以克服这些困难,我们揭示了LR相互作用费米-面食-乌拉姆链的热传输的内在特征。我们发现,在LR指数$σ=2$的适当取值范围内,当导热系数$κ$满足\emph{nonballistic}幂律长度($L$)时,$κ\sim L^α$仍然存在,它的标度指数$α\simeq 0.7$可以比通常的预测在短距离相互作用系统大得多。其内在机制与系统新的热扩散过程、较弱的不可积性和特殊的离散呼吸子动力学有关。我们的研究结果揭示了寻找低维材料支持更高的热导率,通过适当的LR相互作用。
2020-02-22 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Generalized Higgs mechanism in long-range interacting quantum systems
研究长程相互作用量子系统有序相中的低能激发,发现戈德斯通模式可通过广义希格斯机制获得能隙,并指出该效应可在光学腔超冷原子实验中实现。
2023-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Attractor non-equilibrium stationary states in perturbed long-range interacting systems
孤立的长程相互作用粒子系统一般表现为弛豫到非平衡态("准定态"或QSS),其在热力学极限下是稳定的。一个基本的未决问题涉及的“鲁棒性”的这些国家时,系统不是孤立的。在本文中,我们探讨,使用分析和数值方法的范例一维模型,一类简单的扰动的影响。我们称之为"内部局部扰动",因为粒子能量在碰撞时以一种只依赖于局部性质的方式受到扰动。我们的主要发现是,微扰的影响是驱动所有非常不同的QSS,我们认为对一个独特的QSS。因此,后者与系统的初始条件无关,而是由长程力和所施加的扰动的细节决定。因此,在存在这样一个扰动的情况下,长程系统演化到一个独特的非平衡定态,与没有扰动时的状态完全不同,当扰动被去除时,它仍然保持在这个状态。我们认为,这一结果可能是通用的远程相互作用系统的扰动是依赖于系统本身的局部属性(如空间密度或速度分布)。
2016-01-14 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
The Topological Non-connectivity Threshold and magnetic phase transitions in classical anisotropic long-range interacting spin system
我们从动力学的观点分析了拓扑非连通性阈值(TNT)的经典特征,TNT是最近在F.Borgonovi,G. L. Celardo,M.Maianti,E.Pedersoli,J.Stat.Phys.,116,516(2004)。由于各向异性和长程相互作用的综合作用,这表明了经典自旋系统中铁/顺磁相变的拓扑学、动力学和热统计学之间的有趣联系。
2005-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Exact solution for quantum strong long-range models via a generalized Hubbard-Stratonovich transformation
本文通过扩展经典解并提出基于广义Dicke模型等价性的Hubbard-Stratonovich变换,求解了量子强长程模型的精确解析解,发现其临界行为与相互作用范围和模型维度无关,且序参量等价于平均场理论,证实了平均场的精确性。
2023-10-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fast, hierarchical, and adaptive algorithm for Metropolis Monte Carlo simulations of long-range interacting systems
提出一种快速、分层、自适应的Metropolis蒙特卡洛算法,精确复现标准动力学,平均复杂度$O(N\log N)$,加速超$10^4$,适用于长程相互作用系统的大规模非平衡研究。
2022-07-29 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Long-Time Limits of Local Operator Entanglement in Interacting Integrable Models
Princeton University(普林斯顿大学)
研究有限尺寸相互作用可积系统中局域算符纠缠熵(LOE)的长时间行为,证明在Rule 54模型中LOE饱和值至多对数增长,而一般可积系统(如海森堡自旋链)中饱和值满足体积律。
2026-05-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fast dynamics and emergent topological defects in long-range interacting particle systems
长程相互作用系统具有短程相互作用系统所不具有的不寻常的物理性质。了解长程相互作用的动力学和统计效应,可以深入了解自然界和工业中的许多物理系统。在这项工作中,我们研究了被屏蔽的库仑相互作用粒子在圆盘中的经典微观动力学,揭示了长程相互作用所产生的特征动力学和涌现的统计特性。我们突出了长程相互作用驱动的快速单粒子和集体动力学,和新兴的拓扑缺陷结构。这项工作表明,丰富的物理所产生的相互作用的长程相互作用,拓扑结构和动力学。
2021-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech