Stochastic efficiency of an isothermal work-to-work converter engine
我们研究了等温布朗功-功转换器发动机的效率，该发动机由布朗粒子耦合到恒温热浴中组成。该系统是通过使用两个外部的时间依赖的随机高斯力，其中一个被称为负载力，另一个被称为驱动力保持平衡。这两种力所做的功是随机量。这种小型发动机的效率被定义为对负载力所做的随机功与驱动力所做的随机功之比。分析了随机效率的概率密度函数和大偏差函数，并通过数值模拟进行了验证。
2021-03-24 cond-mat.stat-mech
Stick-slip motion of solids with dry friction subject to random vibrations and an external field
我们研究了一个固体物体的动力学模型，该物体在随机振动的固体表面上移动，并受到恒定的外力。两个固体之间的干摩擦被建模为与物体相对于表面的速度的符号成比例的现象，因此在零速度时显示出不连续性。使用路径积分的方法，我们推导出解析表达式的物体的速度的转移概率和固定分布的工作所做的对象，由于外力。从后者的分布，我们还推导出的机械功波动，其中包括干摩擦的影响的波动关系。
2010-12-19 cond-mat.stat-mech
Probability density functions of work and heat near the stochastic resonance of a colloidal particle
本文从实验和理论上研究了双势阱中的胶体粒子系统的注入能和耗散能的概率密度函数。外力所做的功和耗散的能量在注入功率最大的随机共振附近测量。我们表现出良好的协议之间的概率密度函数精确计算从朗之万动力学和测量的。粒子所做功的概率密度函数满足涨落定理。
2008-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steady state work fluctuations of a dragged particle under external and thermal noise
本文考虑一个粒子，被限制在一个运动的谐振势中，在摩擦和外部非对称泊松散粒噪声（PSN）的影响下。我们研究的波动所做的工作，以保持这个系统在一个非平衡稳态。PSN概括了通常的高斯噪声，并且可以被认为是外部噪声的范例，其中波动和耗散起源于物理上独立的机制。我们考虑两种情况：（i）噪声纯粹由PSN给出，（ii）除了PSN之外，粒子还受到高斯白噪声的影响。在这两种情况下，我们推导出的工作分布，其特征在于由系统的时间尺度的大偏差形式的精确表达式。我们发现，通常的稳态波动定理是违反我们的模型，并在一定的参数制度大的负的工作波动更容易发生比相应的积极的，虽然平均工作总是积极的。
2009-03-31 cond-mat.stat-mech
Quantum quenches in the Dicke model: statistics of the work done and of other observables
研究了描述二能级原子气体与单电磁腔模相互作用的Dicke模型中耦合常数在零温猝灭时所作功的统计特性。当最终或初始耦合常数接近临界耦合$λ_c$时，所做功的概率分布显示奇异行为。当初始耦合参数接近临界值$λ_c$时，平均功趋于发散。与此相反，淬火结束接近临界，分布的工作有有限的时刻，但显示一系列的边缘奇点。这种对比行为与粒子在其约束势突然变化时的压缩和膨胀过程之间的差异有关。我们证实了这一点，通过详细研究的时间相关的统计其他可观的，如求积的光子和玻色子模式的总占领。
2009-05-29 cond-mat.stat-mech
Influence of rotational force fields on the determination of the work done on a driven Brownian particle
对于布朗系统，热力学量的演化是一个随机过程。特别是，即使操作协议保持不变，对保持在光阱中的驱动胶体颗粒进行的工作也会因实验操作的每次实现而改变。然而，工作分配受既定法律的制约。在这里，我们展示了如何测量的工作分布的影响，即旋转，非保守，辐射力的存在。对不同材料的粒子的实验表明，旋转辐射力，因此，他们对工作分布的影响，随着粒子折射率的增加。
2010-06-23 cond-mat.stat-mech
Generalized optimal protocols of Brownian motion in a parabolic potentia
利用指数核的广义朗之万方程，分析了热浴中布朗粒子在简谐运动势作用下的最优功的记忆效应。广义过阻尼的情况下也进行了研究。在这些更精确的描述中出现了几个事实，这些描述使用了相同的马尔可夫初始条件，导致粒子对场做机械功。与后者获得的结果相比，记忆褪色的不连续性观察到的高度欠阻尼制度，这表明，这种特质是一个后果的马尔可夫近似以及依赖于不同的动力学的非线性与外场。与过阻尼马尔可夫模型不同的是，模拟广义马尔可夫模型的工作是由外场完成的。对熵产生率的详细计算给出了负值。它在数学上是正确的，因为动力学处理的是浴的自由度的简化描述。该理论则要求改进对它们的处理，以恢复第二定律，从而得到具有所需热力学一致性的结果。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech
Exact distribution for work and stochastic efficiency of an isothermal machine
我们考虑由两个布朗粒子（比如粒子A和B）通过谐振弹簧连接而成的等温机器。一个恒定的负载被附加到粒子A上，粒子B被困在一个谐振限制中，其最小值被以恒定的速度拖动。整个系统与一个恒温的热浴接触。我们得到了粒子A和粒子B所做的功的分布，并在弱耦合极限和小的和大的观测时间下检验了这些量的瞬态涨落定理。此外，我们证明了对两个粒子所做的总功的瞬态涨落定理是满足的。此外，我们还计算了随机效率，即粒子A在负载力下所做的功与粒子B所做的功之比。计算所有时间的随机效率的概率密度函数。数值模拟也做了验证分析结果。
2018-04-17 cond-mat.stat-mech
Work done in a decoherence process
我们研究了通过开启产生纯退相干的相互作用实现的猝灭的热力学。我们刻画的工作概率分布函数，也与涨落关系，下限的工作，并考虑一些物理的例子。
2021-09-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Work Fluctuations and Stochastic Resonance
本文研究了布朗粒子在双势阱中的运动。该系统表现出随机共振现象。计算了在时间渐近状态下，系统在一个驱动周期内所做的功的分布。我们表明，波动的输入能量或所做的工作占主导地位的平均值。作为噪声强度的函数的在一段时间内所做的功的平均值也可以用于消除系统中的随机共振。我们还讨论了在这个特定的系统中的稳态波动定理的有效性。
2007-01-14 cond-mat.stat-mech
Free energy for non-equilibrium quasi-stationary states
研究了一类与两个不同热浴相互作用的马尔可夫系统的非平衡准定态。我们表明，在缓慢的外部参数变化下所做的工作允许一个潜在的，即，自由的能量。在这个非平衡系统中存在自由能需要三个条件：系统变量之间的时间尺度分离，部分可控性（外部场仅与慢变量耦合）和有效的细致平衡。在慢变量的连续极限中，这些条件变得容易。与其平衡对应物相反，非平衡自由能可以随温度增加。其中一个例子是，如果从更高的温度开始，通过外部场（冷却）减少熵可能更容易（在工作成本的意义上）。
2017-05-21 cond-mat.stat-mech
Macrospin in external magnetic field: Entropy production and fluctuation theorems
我们考虑了在一个恒定的温度下，在一个外部磁场的存在下，宏观自旋的随机旋转动力学。从含有乘性噪声的朗之万方程出发，计算了随机轨道上的熵产生，得到了涨落定理。由于支持方位角电流的自旋扭矩，系统固有地保持不平衡，导致由于热耗散而导致除了EP之外的过量EP。可以使用耗散热的重新定义和所做的随机功来去除异常。使用数值模拟，我们得到分布函数的熵产生沿随机轨迹找到很好的协议与详细的波动定理。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Work and dissipation fluctuations near the stochastic resonance of a colloidal particle
实验研究了双势阱中的胶体粒子系统中注入能量和耗散能量的涨落。外力所做的功和耗散的能量在注入功率最大的随机共振附近测量。我们证明了定态涨落定理在该系统中成立。
2008-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energetics of a driven Brownian harmonic oscillator
我们提供了一个布朗振荡器与热浴接触，并通过外部无偏的时间周期性的力量，需要系统的热力学平衡驱动的能量学的见解。求解相应的朗之万方程，计算了长时间定态下的平均动能和势能。推导了系统的能量平衡方程，研究了系统中的能量流动.特别是，我们确定的能量提供的外力，能量耗散的热浴和能量提供的热平衡波动。其次，我们说明了Jarzynski功涨落关系，并考虑了外力作用于系统的总功的定态涨落定理。最后，通过确定系统的时间尺度，我们分析了强阻尼制度，并讨论了惯性效应可以忽略时的过阻尼动力学问题。
2017-10-17 cond-mat.stat-mech
Energy fluctuations in a biharmonically driven nonlinear system
Institute of Physics（印度物理研究所）
本研究针对双周期信号驱动的对称双势阱布朗粒子系统，分析其做功与热涨落特性，发现相位调制泵浦可增强以周期平均功衡量的随机共振，且系统满足稳态涨落定理。
2009-11-09 cond-mat.stat-mech
Statistics of work done in degenerate parametric amplification process
研究了两种经典电场泵浦（双光子和单光子共振泵浦）对量子光振荡器作功的统计特性。我们计算矩生成函数的能量变化的振荡器，解释为工作的经典驱动器上的量子振荡器开始在一个热化玻尔兹曼状态。当只有一个泵被打开时，通过解析方法将矩母函数反转，当两个泵都被打开时，通过数值方法将矩母函数反转，以获得功的概率函数。所得到的概率函数的经典驱动器所做的工作，以满足瞬态详细和积分工作波动定理。有趣的是，我们发现，为了使功分布函数满足涨落定理在存在的两个驱动，驱动的相对相位需要移动$π$，这是有关的破缺时间反演对称性的哈密顿量。
2019-03-26 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Thermodynamic speed limits for mechanical work
热力学速度极限是一组经典的不确定性关系，到目前为止，它对能量作为热量的随机耗散和熵的产生设定了全局界限。在这里，而不是这些热力学成本的限制，我们得出的积分速度限制的上限和下限的热力学效益-最小的时间为一定量的机械工作要做的或由一个系统。在短时间内的限制，我们展示了如何这外在的时间尺度涉及到一个内在的时间尺度的工作，恢复内在的时间尺度的微分速度限制，从这些积分速度限制，把第一定律的随机热力学的第一定律的速度。作为物理例子，我们考虑由闪烁的布朗棘轮所做的功和在受外部驱动的势阱中对粒子所做的功。
2023-02-10 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Defining work done on electromagnetic field
定义通过运动电荷对电磁场（EMF）所做的功的问题没有现成的解决方案，因为EMF的标准哈密顿量不能预测规范不变的能量变化。这限制了统计力学在EMF中的应用。我们得到了一个新的，明确规范不变的哈密顿电磁场，只依赖于物理观测。这个哈密顿量允许定义对EMF所做的热力学功，并为所考虑的情况制定第二定律。这也导致了这个法律和电动时间箭头之间的直接联系，即选择延迟，而不是先进的解决方案的波动方程。测量热力学功可以给出光子质量是否很小但不为零的信息。
2018-06-30 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.optics
Statistics of the work done by splitting a one-dimensional quasi-condensate
受一维准凝聚体分裂实验的启发，我们研究了玻色子系统中量子猝灭所作功的统计特性。我们讨论的工作的概率分布的一般特征，并专注于其行为在最低的能量阈值，开发的边缘奇异性。这种概率分布和经典薄膜中的临界Casimir效应之间的正式联系表明，当淬火后间隙趋于零时，边缘奇异性的某些特征是普遍的。我们的结果定量说明了非相互作用玻色子系统的精确计算。有限的系统尺寸，维数和非零初始温度的影响进行了详细讨论。
2013-06-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Illustration of the Jarzynski nonequilibrium work relation for an ideal gas
Jarzynski关系是最近发现的结果，它将非平衡条件下所做功的平均指数与平衡自由能差联系起来。我们通过考虑一个经典的理想气体粒子在一维运动活塞的空腔内的膨胀和压缩来说明这个显著的关系。使用一个简单的关系，在两个（正向和反向）过程中所做的非平衡工作的分布，我们验证了Jarzynski关系，并讨论了实际实现的Jarzynski平等的模型。
2005-11-12 cond-mat.stat-mech
Extreme value statistics of work done in stretching a polymer in a gradient flow
我们分析了由梯度流拉伸非线性聚合物所产生的工作的统计。我们得到的大偏差函数（LDF）的工作在适当的参数范围内，通过结合分析和数值工具。LDF显示出两个不同的渐近线：“近尾”是线性的工作，并占主导地位的卷曲的聚合物配置，而“远尾”是二次的工作，并对应于优先充分拉伸的聚合物。我们发现了几个奇异弹性势的功的极值统计，以及线圈拉伸转变附近的平均功和色散。色散在过渡区有一个最大值。
2015-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Work fluctuations for a Brownian particle in a harmonic trap with fluctuating locations
我们考虑一个简谐势阱中的布朗粒子。陷阱的位置根据Ornstein-Uhlenbeck过程进行调制。本文研究了在定态条件下，在给定的时间间隔内，调制陷阱对布朗粒子所作的功的涨落。我们计算的大偏差以及完成的工作的概率密度函数的渐近形式。概率密度函数的理论渐近形式与数值结果非常吻合。我们还讨论了该系统的涨落定理的有效性。
2013-02-25 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Work and its Hamiltonian Connection for a Microstate in Nonequilibrium Statistical Thermodynamics: A Case of Mistaken Identity
微态的非平衡功-哈密顿联系在统计热力学的不同分支（涨落定理、量子热力学、随机热力学等）中起着核心作用。我们证明了微观态的哈密顿量的变化应该等同于它所做的功，而不是对它所做的功，这与该领域目前的实践相矛盾。差值代表一个贡献，其平均值给出了由于不可逆性而耗散的功。由于后者被忽视，目前的认定没有适当地说明不可逆转性。作为一个例子，我们表明，Jarzynski的关系的修正版本可以适用于自由膨胀，原来的关系失败。因此，这一修正具有深远的影响，需要重新评估目前的应用情况。
2017-02-01 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium fluctuations in a driven stochastic Lorentz gas
我们研究了一个一维动力学模型的定态，其中探测粒子被外场E驱动，与温度为T的粒子池发生弹性或非弹性碰撞。我们专注于粒子速度的平稳分布，以及总熵产生Δs_tot的两个估计。一个是介质的熵产生Δs_m，它等于与散射体交换的能量除以参数θ，与E=0时的粒子温度一致。另一个是外场所做的功W，再次用θ重新标度。在小E时，发现两个分布的良好崩溃：在这种情况下，这两个量也验证了波动关系（FR），表明两者都是Δs_tot的良好近似。相应地，当E较大时，W的涨落违反了FR，而Δs_m仍然验证了FR。
2012-03-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work on spin glasses in longitudinal and transverse fields
本文利用Jarzynski等式和规范对称性导出了外场中自旋玻璃平衡量和非平衡量之间的一些精确关系。对于随机分布的纵向场，建立了一个下界的系统在非平衡过程中所做的工作，并证明了身份有关的平衡和非平衡量。在均匀的横向领域的情况下，身份证明之间的物理量和指数的工作做系统在不同部分的相图与背景下的量子退火。额外的关系，这涉及到量子和模拟（经典）退火的指数化工作。我们还建议，Jarzynski等式可以作为指导，以发展一种方法，在非绝热条件下进行量子退火。
2011-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of Brownian particles in asymmetric confinement: Insights into Entropic Stochastic Resonance
该研究探究非对称约束下过阻尼布朗系统的热力学响应，分析周期场频率、噪声强度及横向力对平均做功的影响，揭示约束非对称的降功作用与能熵转变，并提出平均自由飞行时间描述非对称下的熵随机共振。
2024-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electromagnetic gauge-freedom and work
我们认为，带电粒子的热力学功的定义所做的随时间变化的电磁场是一个悬而未决的问题，因为粒子的哈密顿量不是规范不变的。这个问题的解决需要说明场的来源。因此，我们集中在一个较轻的粒子（源）之间的相互作用是电磁和相对论的时候，由一个重的身体（源）所做的工作。功可以通过源的规范不变动能来定义。我们揭示了第一定律（或广义功能定理），这是来自相对论动力学，有明确的有效性条件，并涉及到粒子的哈密顿量的洛伦兹规范的工作。因此，热力学功也与作用在源上的洛伦兹力所做的机械功有关。第一定律的表述是基于将总能量具体分离为源、粒子和电磁场的能量。这种分离是从一致的能量-动量张量推导出来的。因此，它具有相对论的协变性和因果性。
2016-06-23 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Optimal synchronisation to a limit cycle
本文研究受时变外力驱动的van der Pol振子在有限时间内到达极限环的最优控制问题，给出连接时间与非保守功之间的速度极限权衡，并推广至Liénard非线性振子及总功最小化。
2024-10-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic work associated to quantum Brownian motion in an external field
研究了浸没在欧姆量子热浴中的布朗粒子对外场的响应。场只影响中心粒子的动力学，而不影响热库。要分析的热力学函数是仅由外力引起的平均功。由于能量是协议的非局部函数，利用标准的变分原理对其进行了推导，发现能量达到最小值对最优协议有一定的限制.这是通过将变分原理应用于非局部功泛函而得到的，它也是一个极小值，并且仅取决于周围流体的摩擦系数。
2019-11-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental investigation of coherence contributions to a nonequilibrium thermodynamic process in a driven quantum system
该研究在NMR量子处理器中实验探索了驱动量子系统的非平衡热力学过程，揭示了相干性生成对不可逆熵产生的贡献，并验证了不可逆熵产生具有下界的广义克劳修斯不等式。
2024-11-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
