Non-additive large deviations function for the particle densities of driven systems in contact
研究了两个定态驱动系统中粒子以消失速率交换时的粒子密度的非平衡大偏差函数。我们首先通过系统的多尺度分析，推导出每个系统中粒子数分布所满足的粗粒度主方程。假设这种分布对于大系统采取大偏差形式，我们得到密度的大偏差函数所满足的方程（类似于Hamilton-Jacobi方程）。取决于所考虑的系统，该方程可以满足或不满足宏观细致平衡性质，即，大偏差水平下的时间可逆性。在不存在宏观细致平衡的情况下，大偏差函数可以确定为接近满足宏观细致平衡的解的展开式。在这种情况下，大偏差函数一般是非加性的，即，它不能被分成两个单独的贡献，从每个系统。此外，大偏差函数可以被解释为非平衡自由能，因为它满足热力学第二定律的推广，在Hatano-Sasa关系的精神。部分结果在精确可解的驱动格子气模型上得到了说明。
2019-12-02 cond-mat.stat-mech
Current large deviations in a driven dissipative model
我们考虑格子气扩散动力学与创造湮灭的体积和维持平衡的两个水库在边界上。这个随机粒子系统可以被看作是一个玩具模型的粒状气体的能量注入在边界和散在散装。计算了流过系统的粒子电流的大偏差泛函，并讨论了一些物理结果：局域电流涨落机制、动力学相变、涨落关系。
2009-10-02 cond-mat.stat-mech
Large deviations for the boundary driven symmetric simple exclusion process
平衡（可逆）晶格气体的大偏差性质在数学上是合理的。在非平衡态，即不可逆系统中，所知的要少得多。在本文中，我们考虑一个简单的例子，一个非平衡的情况下，对称的简单排斥过程中，我们让系统交换粒子的边界在两个不同的速度。我们证明了一个动态的大偏差原则的经验密度，它描述了从流体动力学方程的解决方案的波动的概率。所谓的准势，它测量的成本波动从定态，然后定义为一个变分问题的动态大偏差率函数。通过刻画最优路径，我们证明了拟势也可以从德里达，Lebowitz和Speer提出的静态变分问题中得到。
2003-07-11 cond-mat.stat-mech
Large Deviation Function for a Driven Underdamped Particle in a Periodic Potential
利用大偏差理论，以一维周期势场中的单粒子为例，研究了欠阻尼布朗运动的电流涨落。提出了两种不同的粒子流大偏差函数的求解方法。首先，我们推导出一个显式表达式的经验相空间密度的大偏差泛函，它取代了用于过阻尼动力学的2.5级泛函。利用这种方法，我们得到了粒子流的大偏差函数的几个界。我们比较这些过阻尼动力学的界限，最近推导出的热力学不确定性关系的动机。其次，我们提出了一种利用累积量母函数计算大偏差函数的方法。我们使用这种方法来评估的紧密性的边界在一个数值的情况下研究的余弦潜力。
2018-03-09 cond-mat.stat-mech
Large deviations and chemical potential in bulk-driven systems in contact
研究了两个体驱动的慢交换粒子系统的定态是否可以用适当定义的非平衡化学势相等来描述。我们的主要结果是，在弱接触极限，化学势可以定义时，粒子交换动力学采取的因式分解的形式相对于两个系统，并满足宏观细致平衡性质在大的偏差水平。接触系统的化学势一般不同于孤立系的非平衡化学势，并且不满足状态方程。然而，满足热力学第零定律的系统类别可以以自然的方式定义。这些结果被示出在一个驱动的晶格粒子模型和一个活跃的粒子模型。当化学势不能被定义时，也会有有趣的结果，就像巨正则系综的非标准形式。
2018-07-13 cond-mat.stat-mech
Numerical Estimation of the Current Large Deviation Function in the Asymmetric Simple Exclusion Process with Open Boundary Conditions
我们数值研究了具有开边界条件的对称和非对称简单排斥过程的总电流的大偏差函数，总电流是所有键上的局部电流之和。我们通过计算修正的转移矩阵的最大特征值和人口蒙特卡罗模拟来估计生成函数。因此，我们发现了一些有趣的行为，没有观察到的完全可解的情况下，以前研究如下。生成函数的偶数和奇数部分显示出不同的系统尺寸依赖性。在小系统中，电流的不同定义导致相同的生成函数。总电流的使用在蒙特卡罗估计中很重要。此外，非对称简单排斥过程的大偏差函数出现尖点。我们还讨论了粒子数蒙特卡罗模拟的收敛性，发现在一定的参数范围内，粒子数模拟的收敛速度很慢，而且随着系统规模的增大，修正转移矩阵的最大和第二大特征值之间的差距迅速趋于消失。
2011-08-29 cond-mat.stat-mech
Variational and optimal control representations of conditioned and driven processes
我们最近表明，马尔可夫过程的条件下罕见的事件，涉及时间积分的随机变量可以描述在长时间的限制，由一个有效的马尔可夫过程，称为驱动过程，这是由Doob的$h$ -变换的推广数学。我们在这里表明，这种驱动过程可以表示在其他两种方式：第一，作为一个过程，满足各种变分原理，涉及大偏差函数和相对熵，第二，作为一个最优的随机控制过程，最小化成本函数也相关的大偏差函数。这些解释的驱动过程推广和统一了许多以前的结果最大熵方法的非平衡系统，正算子的谱特征，和控制方法的大偏差理论。正如简要讨论的那样，它们还导致了解析或数值逼近大偏差函数的新方法。
2015-11-22 cond-mat.stat-mech
Steady-state density large deviations in driven diffusive systems
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究非平衡稳态边界驱动扩散系统中密度的大偏差，揭示长程相关性及不可逆动力学路径。
2026-09-28 cond-mat.stat-mech
Cusp singularities in boundary-driven diffusive systems
边界驱动扩散系统描述了广泛的传输现象。我们研究在这些系统中的密度分布的大偏差，使用数值和分析方法。我们发现大偏差可能是不可微的，这是非平衡系统所特有的现象，并讨论了显示这种奇异性的模型类型。这些奇点的结构被发现一般是一个尖点，它可以描述的朗道自由能，或等价地，由突变理论。在有限维相空间的系统类似的结果的连接绘制。
2013-01-08 cond-mat.stat-mech
Approximate thermodynamic structure for driven lattice gases in contact
对于一类非平衡系统，称为驱动晶格气体，我们研究当两个系统保持接触并允许交换粒子时会发生什么，其中粒子总数守恒。无论是吸引力和排斥最近邻粒子之间的相互作用和参数值的范围很广，我们发现，一个很好的近似，可以定义一个密集的热力学变量，如平衡化学势，它决定了最终的稳定状态的两个最初分离的驱动晶格气体接触。然而，由于非平凡的接触动力学，也有从这个简单的热力学定律观察到的偏差。为了说明接触动力学的作用，我们研究了零范围过程的一个变体，并讨论了如何可以解释的偏差修改后的大偏差原则。我们确定了一个额外的贡献大偏差函数，我们称之为过剩化学势，为零范围的过程以及驱动的晶格气体的变体。过量的化学势取决于接触动力学的细节，并且通常是先验未知的。接触依赖性意味着，即使一个密集变量可以均衡，第零定律仍然可能被违反。
2011-07-27 cond-mat.stat-mech
Phase diagram and density large deviations of a nonconserving ABC model
在广义ABC模型的背景下，研究了粒子非守恒过程对驱动扩散系统定态的影响。结果表明，在慢非守恒过程的极限下，利用守恒模型的稳态密度分布可以计算出总粒子密度的大偏差函数。在这个极限下，我们可以定义一个化学势，并通过麦克斯韦构造确定一阶跃迁，类似于平衡系统中所做的。该方法也可应用于其他受驱动的非守恒动态模型。
2012-02-16 cond-mat.stat-mech
Exact Large Deviation Functional of a Stationary Open Driven Diffusive System: The Asymmetric Exclusion Process
我们认为在一维上的不对称排斥过程（ASEP）的网站$i = 1,..., N$，在接触的网站$i=1$和$i=N$与无限的粒子水库密度$ρ_a$和$ρ_b$。当$ρ_a$和$ρ_b$变化时，在极限$N=L(b-a)\to\infty$中获得的典型宏观稳态密度分布$\bar ρ(x)$、$x\in[a,b]$表现出冲击和相变。在这里，我们推导出一个精确的渐近表达式的概率观察到一个任意的宏观配置文件$ρ(x)$：$P_N(\{ρ(x)\})\sim\exp[-L{\cal F}_{[a,b]}(\{ρ(x)\});ρ_a,ρ_b]$，使${\cal F}$是大偏差功能，一个数量类似的自由能平衡系统。我们发现，在对称的，纯扩散的情况下$q=1$（在早期的工作处理），即$\cal F$一般是一个非本地功能的$ρ(x)$。然而，与对称情况不同的是，非对称情况呈现出${\cal F}(\{ρ(x)\})$不凸的参数范围，以及${\cal F}(\{ρ(x)\})$在$ρ(x) = \barρ(x)$的二阶导数中具有不连续性的参数范围;然后，$\barρ(x)$附近的波动是非高斯的，并且不能从大偏差函数计算。
2002-05-16 cond-mat.stat-mech
Singularities in Large Deviation Functionals of Bulk-Driven Transport Models
采用数值和解析相结合的方法研究了开边界弱非对称排斥过程密度场的大偏差泛函。对于适当的边界条件和批量驱动器的功能变得不可微。这种情况发生在配置，而不是一个单一的历史，几个不同的历史等权重主导其动态演化。正如我们所展示的，奇点的结构可以相当丰富。我们确定在一个临界点和类似物的三临界点结束的一阶相变线的配置空间中的数值模拟。一阶线终止于临界点时，出现的配置，其动力学演化是由两个不同的历史具有相同的权重控制。三临界点类似物出现时，有配置的动力学演化是由三个不同的历史控制的重量相同。数值分析表明，奇异结构可以用朗道理论描述。最后，在一个无限大的偏见的限制，我们确定奇点所产生的竞争s的历史，与s任意。在这种情况下，我们表明，所有的奇点可以描述的朗道一样的理论。
2014-08-28 cond-mat.stat-mech
Singularities in large deviation functions
组态的大偏差函数在热平衡内外表现出非常不同的行为。特别是，它们在广泛的非平衡模型中表现出奇异性，这在平衡中是不存在的。这些奇异性首先在有限维系统的弱噪声极限中被识别。最近的研究表明，它们也存在于驱动扩散系统与无限维的配置空间。这篇简短的评论描述了在一个统一的框架下出现在这两种类型的系统中的奇点，将奇点分为两大类。有限维的情况下确定的奇异性的类型进行比较，发现在驱动扩散系统。
2015-07-22 cond-mat.stat-mech
Adaptive sampling of large deviations
我们介绍和测试的算法，自适应估计大偏差功能的特点，在长时间限制的马尔可夫过程的添加剂泛函的波动。这些函数对于预测随机过程中罕见事件的概率和路径，以及理解由外力和水库驱动的稳态非平衡系统的物理学起着重要作用。该算法使用的方法，从风险敏感和反馈控制估计从一个单一的轨迹一个新的过程，称为驱动过程，已知是有效的重要性采样。它的优点相比，其他模拟技术，如分裂或克隆，进行了讨论，并说明了简单的平衡和非平衡扩散模型。
2019-01-30 cond-mat.stat-mech
Boundary Dissipation in a Driven Hard Disk System
进行了模拟，目的是检查驱动硬盘的二维系统时，能量耗散发生在系统边界和没有散装杂质存在的一个明确的定态的存在
2006-07-10 cond-mat.stat-mech
Equilibrium-like fluctuations in some boundary-driven open diffusive systems
存在一些边界驱动的具有扩散动力学的开放系统，其粒子流涨落具有属于Edwards-Wilkinson普适类的普适特征。我们实现这一结果，建立一个映射，系统的波动，一个等效的开放-但平衡-扩散系统。我们讨论的可能性，观察动态相变使用粒子电流作为控制参数。
2009-04-09 cond-mat.stat-mech
Boundary induced phase transitions in driven lattice gases with meta-stable states
我们研究了亚稳态驱动格子气中的边界诱导相变。开放系统的相图，参数化的输入和输出速率，由两个区域对应的自由流动和堵塞相。两者都有完整的特征。在高密度相的微观状态示出有一个有趣的条纹结构，它生存在热力学极限。
2001-03-15 cond-mat.stat-mech
Boundary driven zero-range processes in random media
研究了具有淬火无序的随机介质中边界驱动零程过程的定态，分析了标记粒子的运动。对于对称跃迁率，也被称为随机势垒模型，定态被发现是平凡的边界驱动的情况下。在平衡之外，根据无序分布的尾部来区分另外两种情况。对于强无序，逸度配置文件被发现是由正规化的$α$稳定从属的路径。对三种类型的路径计算了标记粒子位置的积分函数的期望值。
2007-07-02 cond-mat.stat-mech
Large deviations in the symmetric simple exclusion process with slow boundaries
我们得到了精确的大偏差函数的密度分布和电流，在非平衡稳态的一维对称简单排斥过程耦合到边界水库与慢速率。与早期的结果相比，在边界处的速率是可比的散装的，我们展示了如何修改宏观波动时，边界速率慢的顺序的系统长度的倒数。
2020-09-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Sample-path large deviations for stochastic evolutions driven by the square of a Gaussian process
本文研究快速高斯过程平方驱动的随机演化，借助 Fredholm 行列式与 Widom 定理得到显式样本路径大偏差泛函，并揭示噪声可诱发亚稳态及瞬子轨迹。
2023-04-24 cond-mat.stat-mech math.PR
Dynamic and static large deviations of a one dimensional SSEP in weak contact with reservoirs
本文研究与储库弱接触的一维对称排斥过程，推导其拟势公式，并揭示扩散尺度下呈反射边界行为、而总质量演化需在更长时间尺度上观测且密度剖面瞬时恒定。
2023-08-21 cond-mat.stat-mech math.PR
Exact large deviation statistics and trajectory phase transition of a deterministic boundary driven cellular automaton
我们研究了规则54可逆元胞自动机（CA）的长时间动力学的统计特性，在其边界上驱动随机数。该CA可以被认为是Fredrickson-Andersen动力学约束模型（KCM）的离散时间和确定性版本。通过矩阵乘积的方法，我们计算了大范围的时间扩展的动态可观测量的精确大偏差累积量生成函数，以及它们相关的速率函数和配置上的条件长时间分布。我们表明，对于所有的边界驱动CA动态的情况下，发生在竞争的活跃和不活跃的动态阶段之间的相位共存点，类似于发生在更标准的KCM。我们还发现这些轨迹过渡的确切的有限尺寸标度行为，并提供明确的“Doob变换”的动态，最佳地实现罕见的动力学事件。
2019-01-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stationary states of boundary driven exclusion processes with nonreversible boundary dynamics
我们证明了一个大数定律的经验密度的一维，边界驱动，对称排斥过程与不同类型的不可逆动力学的边界。证明依赖于对偶技术。
2020-10-22 cond-mat.stat-mech math.PR
Nonequilibrium fluctuations of one-dimensional boundary driven weakly asymmetric exclusion processes
通过微观Cole-Hopf变换证明了一维边界驱动弱非对称排斥过程的非平衡涨落。
2015-04-22 cond-mat.stat-mech math.PR
Large deviations of currents in diffusions with reflective boundaries
本文研究了在$\mathbb{R}^d$的光滑有界区域中发展的马尔可夫扩散过程的电流型观测量的大偏差问题。我们推导出这些正确的边界条件，必须施加在与标度累积量生成函数，它给出了，通过勒让德变换，率函数表征电流波动的可能性的谱问题。给出了基于随机游动的扩散极限和基于生成函数演化的Feynman-Kac方程的两种边界条件获得方法。我们的结果推广了最近的工作密度型观测值，并说明了一个$N$粒子的单文件扩散环，它可以映射到一个反射的$N$维扩散。
2021-06-19 cond-mat.stat-mech math.PR
Revisiting boundary-driven non-equilibrium Markov dynamics in arbitrary potentials via supersymmetric quantum mechanics and explicit large deviations at various levels
本文利用超对称量子力学重新解释一维边界驱动非平衡马尔可夫动力学，给出谱分解与Kemeny时间的显式表达，并通过Level 2.5大偏差收缩显式计算经验电流的速率函数。
2023-07-04 cond-mat.stat-mech math.PR
Hitting times of rare events in boundary driven symmetric simple exclusion processes
在边界驱动的对称简单排斥过程中，考虑一个不包含稳态密度分布的密度分布开集$\ms O$。我们证明了第一次访问集合$\ms O$的经验措施收敛到一个指数分布。
2013-04-02 cond-mat.stat-mech math.PR
Entropy of stationary nonequilibrium measures of boundary driven symmetric simple exclusion processes
本文研究了边界驱动对称简单排斥过程的定态非平衡测度的熵。与Gibbs-Shannon熵\cite{B, DLS2}不同，非平衡定态的熵不同于局域平衡态的熵。
2011-05-03 cond-mat.stat-mech math.PR
Large deviations of density fluctuations in the boundary driven Quantum Symmetric Simple Inclusion Process
该研究针对边界驱动的一维量子对称简单包含过程（QSSIP），推导其密度涨落大偏差函数，发现其两点函数动力学及涨落与量子对称简单排除过程（QSSEP）一致，且局域密度涨落呈经典特性，验证了量子多体系统输运涨落的经典行为猜想。
2025-09-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Symmetries and zero modes in sample path large deviations
基于在适当的边界条件下最小化Freidlin-Wentzell作用泛函，小噪声随机微分方程的大偏差估计可以通过沿着大偏差极小化器或瞬子向前或向后积分某些矩阵Riccati微分方程得到.以前的工作在这个方向上往往依赖于孤立的极小正定二次变分的存在。通过采用技术从场论和明确评估的功能行列式比使用福尔曼定理的大偏差前因子，我们扩展到一般系统的退化子流形的极小存在的方法。其关键技术是二次变分算子的边界型正则化。如果系统具有被瞬子打破的连续对称性，这种扩展就特别相关。我们发现，删除消失的本征值与零模式是可能的Riccati制定和修改初始或最终条件和评价的Riccati矩阵。我们应用我们的结果在多个例子中，包括一个动态相变的平均表面高度在短期大偏差的一维Kardar-Parisi-Zhang方程与平坦的初始轮廓。
2022-12-05 cond-mat.stat-mech math.PR
Exact large deviations and emergent long-range correlations in sequential quantum East circuits
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
研究通过大偏差理论分析量子东电路边界测量生成的长程相关态，揭示了其 fractal 结构及有限的两体相关性。
2025-09-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Importance sampling large deviations in nonequilibrium steady states. I
大偏差函数包含关于驱动到非平衡稳态的系统的稳定性和响应的信息，并且以这种方式类似于平衡系统的自由能。与平衡自由能一样，除了最简单的系统之外，用数值计算大偏差函数是困难的，因为它们的构造依赖于指数罕见事件。在这一系列的第一篇论文中，我们评估了不同的基于概率的采样方法，能够计算大偏差函数的时间综合观测值在非平衡稳态。我们说明了一些收敛的标准和最佳做法，使用一些不同的模型，包括有偏见的布朗步行，驱动格子气，和自组装模型。我们展示了两种流行的采样轨迹合奏，过渡路径采样和扩散蒙特卡罗方法，遭受指数发散的相关性在轨迹空间中作为偏置参数的函数时，估计大偏差函数。提高这些算法的效率，需要引入的轨迹的指导功能。
2018-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Limits to positional information in boundary-driven systems
本文研究边界驱动系统中位置信息的物理极限，在近平衡区推导出仅含化学势与密度梯度的普适表达式，并推测其为线性响应外的上界，且通过多类可解系统加以检验。
2025-02-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stationary and Nonequilibrium Fluctuations in Boundary Driven Exclusion Processes
证明了边界驱动对称简单排它过程的非平衡涨落。我们从这个结果推出平稳波动。
2006-08-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Large Deviations in the Symmetric Simple Exclusion Process with Slow Boundaries: A Hydrodynamic Perspective
本文利用宏观涨落理论的流体动力学方法，独立推导了具有慢速边界的对称简单排他过程在非平衡稳态下密度和流的大偏差函数，并给出了稀有涨落的最概然路径。
2024-04-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Untangling Dissipative and Hamiltonian effects in bulk and boundary driven systems
本文将宏观涨落理论扩展至有限图上的开放线性网络，显式区分并计算耗散与非耗散的体力及边界力，进而分解大偏差代价并证明纯非耗散力对应哈密顿动力学。
2023-09-29 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Generic Dynamical Phase Transition in One-Dimensional Bulk-Driven Lattice Gases with Exclusion
动态相变是统计系统波动的关键特征，对应于在长时间内维持动态可观测值的不太可能值的定性不同机制之间的边界。它们在这些观测量的大偏差函数中以非解析性的形式表现出来。在本文中，我们看看批量驱动的排斥过程与开放的边界。众所周知，标准的非对称简单排斥过程在流过它的粒子电流的大偏差中表现出动态的相变。这种相变已经被描述得归功于依赖于模型精确可解的特定计算方法，但是更一般的方法也被用来描述电流的极大偏差，远离相变。我们将这些方法扩展到一个大类的模型的基础上的ASEP，在那里我们添加任意的空间不均匀性的粒子之间的速率和短程电位。结果表明，对于规则的ASEP，当考虑很高或很低的电流时，电流的大偏差函数随系统尺寸的变化是不同的，这表明在这两个区域之间存在着动态相变：高电流大偏差在系统尺寸上是广泛的，与它们相关的典型态是库仑气体，它们是相关的;低电流大偏差不依赖于系统的大小，与它们相关的典型状态是抗冲击，与流体动力学行为一致。最后，我们说明我们的结果数值上一个简单的例子，我们解释的过渡方面的电流推动超过其最大的流体动力学值，以及与它的外观Tracy-Widom分布在这种模型的松弛统计。
2017-05-31 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact Steady State of a One-end Driven XXZ Spin Chain with Boundary Field
Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）；Department of Physics, University of Wuppertal（伍珀塔尔大学物理系）；Institute of Mathematics, Physics and Mechanics（数学、物理与力学研究所）
研究一端驱动XXZ自旋链在边界场作用下的精确非平衡稳态，采用边界浴和任意边界场的结合方法。
2026-04-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonequilibrium Markov processes conditioned on large deviations
我们考虑的问题的条件马尔可夫过程的一个罕见的事件，并代表这个条件的过程由一个条件自由的过程，称为有效或驱动过程。其基本假设是，条件中使用的罕见事件是一个大的偏差型事件，其特征在于凸率函数。在此假设下，我们通过Doob的$h$ -变换的推广，用于桥过程的背景下，构建驱动过程，并表明，这个过程是等价的条件过程中的长时间限制。等价的概念，我们认为是基于对数等价的路径措施，并意味着这两个过程具有相同的典型状态。在构建的驱动过程中，我们也证明了与所谓的指数倾斜的马尔可夫过程，这是用来与重要性抽样模拟罕见的事件，并产生等价，从统计力学的角度来看，一个非平衡版本的规范合奏。我们的结果和桥梁过程，准平稳分布，随机控制和条件极限定理的主题之间的其他联系被提及。
2014-10-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Direct evaluation of large-deviation functions
我们引入了一个数值方法来直接评估物理量，如电流或密度，是当地的时间的大偏差的概率。大偏差函数是根据修改后的动力学的典型性质给出的，并且由于它们不再涉及罕见事件，因此可以有效地在更宽的值范围内进行评估。我们用完全不对称排斥过程的电流涨落和受驱动的洛伦兹气体的功分布来说明这种方法。
2006-03-03 cond-mat.other cond-mat.stat-mech math.DS
