Nonequilibrium dynamics of the Ising chain in a fluctuating transverse field
研究了零温下横场随机变化时量子伊辛链的非平衡动力学。在等效费米子表象下，导出了Majorana算符的运动方程，其形式为一维连续时间量子随机游动，跃迁振幅随时间变化.这种类型的外部噪声会引起相关量子行走中的退相干，并且半经典波包通常具有扩散行为。结果，在量子伊辛链中，平均纠缠熵随时间增长为$t^{1/2}$，对数平均磁化强度以相同的形式衰减。在二分噪声的情况下，当横向场以离散的时间步长$τ$改变时，可以存在激发模式，如果它们的能量满足具有正整数$n$的$ε_k τ\approx nπ$，则保持相干性。如果$ε_k$的色散是二次的，则纠缠熵和对数磁化强度的长时间行为由这些弹道传播的相干模式主导，并且两者都将具有$t^{3/4}$时间依赖性。
2016-04-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantifying dissipation using fluctuating currents
耦合到多个热力学水库的系统可以表现出非平衡动力学，打破细致平衡产生电流。为了给这些水流提供动力，水库的熵增加了。熵的产生率，或耗散率，是非平衡过程统计不可逆性的量度。通过在几个生物系统中测量这种不可逆性，最近的实验已经发现某些系统并不处于平衡状态。在这里，我们讨论了三种策略，以取代二元分类（平衡与非平衡）的熵产生率的量化。为了说明这一点，我们生成了一个易于分析的珠弹簧模型的演变的时间序列数据。概率流可以被推断并用于间接量化熵产生率，但这种方法需要在高维系统中禁止大量的数据。这种维数灾难可以通过使用热力学不确定性关系来限制熵产生率来部分减轻，所述熵产生率使用概率流中的统计波动。
2019-04-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Large compact clusters and fast dynamics in coupled nonequilibrium systems
我们展示了在一个耦合的非平衡系统中的宏观尺度上的粒子聚类，其中两种粒子被平流的波动景观和修改的过程中的景观。通过改变粒子景观耦合，有效的所有粒子密度和在一个和两个维度，显示新的非平衡相的相图。虽然粒子种类是完全相分离的，景观发展宏观有序的区域与无序的区域共存，导致粗化和稳态动态的时间尺度上的代数增长的大小，没有看到以前的系统与纯域。
2016-05-21 cond-mat.stat-mech
Spectral signature of nonequilibrium conditions
近年来，随机系统的研究引起了人们极大的兴趣。它们的动力学可以描述许多平衡和非平衡涨落系统。同时，非平衡约束与时间演化之间也存在着各种各样的相互作用。本文从非平衡态热力学的观点对随机系统的动力学进行了综述。我们探讨了外部热力学力对可能的动力学制度的影响，并表明在非平衡条件下的时间演化可以成为本质上不同的。例如，当状态空间维数N < 5时，具有实动力学分量的非平衡系统与平衡系统相似，但在更高维时，这种等价性就失去了。因此，脱离平衡的系统相对于它们的平衡对应物呈现新的动力学行为。我们还研究了动力学模式的广义，非随机演化算子，如那些出现在计数统计。
2011-03-11 cond-mat.stat-mech
Macrostatistics and Fluctuating Hydrodynamics
我们把我们早先关于非平衡稳态流体动力学涨落的宏观统计处理推广到粘性流体。由于纳维-斯托克斯方程的尺度依赖性排除了任何无限尺度（流体动力学）极限的适用性，因此必须基于大型但有限系统的通用模型，而不是无限系统。在此基础上，再加上Onsager的回归假设和条件的局部平衡和混沌，我们表明，流体动力学波动的水库驱动的流体约非平衡稳态执行高斯马尔可夫过程，构成了一个数学结构的广义版本的朗道波动流体动力学和一般进行远程空间相关性。
2012-10-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Hidden energy flows in strongly coupled nonequilibrium systems
量化波动的纳米级系统内和通过波动的纳米级系统的能量流动对理解微观生物机器构成了重大挑战。一种常见的方法涉及粗粒度，这允许简化对此类系统的描述。这有诱导所谓的隐藏贡献（由于亚分辨率动力学），使所得热力学复杂化的副作用。在这里，我们开发了一个描述自治系统内部的非平衡过剩功率的物理一致性理论，并引入了一个唯象框架来量化与其操作相关的隐藏的过剩功率。我们证实了我们的理论预测在一个极小模型的分子运输马达和旋转马达的数值模拟。
2021-03-11 cond-mat.stat-mech
Microreversibility and nonequilibrium response theory in magnetic fields
对于受到外部磁场的开放系统，它们的波动电流的统计累积量和它们的响应系数之间的关系建立在任意阶的偏离平衡，作为微观可逆性的结果。这些关系式是从这类系统的涨落关系式的推广中系统地推导出来的，并用[M. Barbier and P. Gaspard，J. Phys. A：Math. Theor. 51（2018）355001]。我们毫不含糊地确定，统计累积量和它们的非平衡响应，这些数量是独立的，从而留下未指定的波动关系，即微观可逆性。我们还找到了依赖量的显式表达式的独立的欧拉多项式的系数。
2018-08-14 cond-mat.stat-mech
Effective Langevin equations leading to large deviation function of time-averaged velocity for a nonequilibrium Rayleigh piston
研究了一个可自由移动的活塞的脉动动力学，该活塞将一个无限大的圆柱体分成两个充满理想气体粒子的区域，两个区域的压力相同，但温度不同。为了研究活塞时均速度在长时间极限下的统计特性，我们对时均速度的大偏差函数进行了微扰计算。然后，我们推导出一个无限数量的有效朗之万方程产生相同的大偏差功能，在原来的模型。最后，我们提供了两种可能性，唯一确定的有效模型的形式。
2020-12-13 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat relation
本文在 Jarzynski 等式基础上，针对系统与热浴间交换的随机热量提出了一个新的等式，并给出了测量该随机热量所需实验条件的指导准则。
2024-11-15 cond-mat.stat-mech
Second-order fluctuation theory and time autocorrelation function for currents
利用空间非对称系统朗之万动力学的最新进展，我们常规地推广了Onsager-Machlup的二阶时间涨落理论。在这种形式下，它变得适用于波动变量，包括平衡和非平衡稳态的流体动力学流。从所得到的随机方程的解，我们推导出一般波动量的时间自相关函数的解析表达式。这个理论结果，然后测试在研究中的剪切流的分子动力学模拟。提出的时间自相关函数的形式产生了一个很好的适合我们的计算数据的平衡和非平衡稳态。与一阶Onsager-Machlup理论的类似结果不同，我们的表达式正确地描述了短时相关。它的效用证明在应用程序中的绿色Kubo公式的传输系数。奇怪的是，归一化的时间自相关函数的剪切流，这只取决于波动动力学的确定性的一部分，出现独立的外部剪切力的线性非平衡状态。
2016-10-14 cond-mat.stat-mech
Theory of Driven Nonequilibrium Critical Phenomena
在临界点附近通过改变时间的任意函数中的相关场来驱动的系统是一个一般系统，与驱动时标相比，它具有较长的弛豫时间，因此代表了一大类非平衡系统。对于这样一个明显的非线性非平衡强涨落系统，我们证明了存在普遍的非平衡临界行为，它的平衡临界性质令人难以置信地描述。一个动态重整化群理论的发展来解释的行为。弱驱动可以产生多个时间尺度，这取决于它的形式，从而丰富的各种制度的非平衡现象和它们的交叉，负的非平衡性，以及违反波动耗散定理。一个初始条件，可以在平衡或非平衡，但有更长的相关性比驱动尺度也会导致一个独特的制度和复杂的情况。文中还讨论了这些结果对测量的意义。这一理论对其它非平衡系统的研究乃至非线性科学的研究都有启发意义。
2016-04-15 cond-mat.stat-mech
Clustering of advected passive sliders on a fluctuating surface
我们研究了平流，非相互作用，被动标量粒子在Burgers流体中的噪声，映射到被动滑动粒子在重力作用下通过Kardar-Parisi-Zhang方程在表面上移动的问题的聚类特性。数值模拟表明，密度-密度关联函数和单格点质量分布尺度都随系统尺寸变化。标度函数在小参数处发散，表明粒子的强聚集。我们分析评估的两点关联的标度函数和非相互作用的粒子的质量分布在热平衡在一个随机景观，并发现结果是非常相似的非平衡平流。
2004-03-29 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium field-induced phase separation in single-file diffusion
使用一个易于分析的晶格模型的反应扩散过程的硬核颗粒，我们表明，在非平衡条件下相共存可能会出现，即使该系统是有效的一维，例如在一些沸石的通道系统或在人工光晶格。在我们的模型中，涉及两种粒子的稳态粒子电流是由沟道边界之间的密度梯度和外部驱动力的影响保持。这导致了一个波动的发展，但总是微观尖锐的界面之间的两个域的不同密度，这是固定的边界化学势。界面的内部结构在强驱动力的作用下变得非常简单。根据微观模型参数计算了界面的漂移速度和扩散系数。
2006-09-28 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynamic potentials for continuous-time Markov chains
我们连接的平衡（EQ）过程的罕见波动和非平衡（NE）平稳过程的典型波动。在大偏差理论的框架下，这一观察使我们能够引入NE热力学势。对于连续时间马尔可夫链，我们确定了相关的共轭变量对，并提出了两个NE合奏：一个固定的动态和波动的时间平均变量，另一个固定的时间平均变量，但波动的动态。因此，我们表明，NE过程是等价的条件EQ过程，确保NE潜力是勒让德对偶。我们发现一个变分原理满足的NE电位，达到其最大值的NE定态和其第一导数产生的NE状态方程，和二阶导数产生的NE麦克斯韦关系推广的Onsager互惠关系。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Nonequilibrium fluctuations in a harmonic trap with annealed stochastic stiffness
本文研究了过阻尼布朗粒子在谐势阱和退火随机刚度共同作用下的非平衡涨落，利用OU过程建模刚度，解析求解了位置分布、各阶矩、平均功与耗散热，并通过数值模拟验证。
2025-09-16 cond-mat.stat-mech
Information engine in a nonequilibrium bath
本研究实验证明，非平衡浴中的信息引擎通过棘齿机制和波动电场，可提取远超传统引擎的功，效率显著提升，连接了麦克斯韦妖与能量收集。
2022-07-30 cond-mat.stat-mech
Kinetic Equality for Susceptibility and Dynamical Activity
本文提出适用于非平衡系统磁化率与动态活性的通用动力学等式KSE，该等式不仅作为极限情况再现了动力学不确定性关系及其多元扩展，还通过推导涨落定理的动力学推广和协方差等式，统一了多种非平衡动力学关系。
2023-09-12 cond-mat.stat-mech
On the long range correlations of thermodynamic systems out of equilibrium
实验表明，定常非平衡态的宏观系统具有局域热力学变量的长程关联。在以前的文献中，我们提出了一个非平衡自由能的Hamilton-Jacobi方程作为非平衡热力学的基本原理。在这里，我们展示了如何两点相关性的方程可以从任意输运系数的动力学与外部场和边界水库的Hamilton-Jacobi方程。与波动流体力学相反，这种方法可以用来推导任何阶的相关方程。一般来说，该方程的解的关联函数是非平凡的，并表明，长程关联确实是一个共同的特点，非平衡系统。最后，我们建立了一个标准，以确定是否当地的热力学变量是正相关或负相关的性质的输运系数。
2007-05-21 cond-mat.stat-mech
Information Thermodynamics on Causal Networks
我们研究由多个涨落系统之间的相互作用引起的复杂信息流的非平衡热力学。通过因果网络表征非平衡动态（即，贝叶斯网络），我们得到了新的推广的热力学第二定律和波动定理，其中包括一个信息量的因果网络的拓扑结构特征。我们的结果意味着，在一个单一的系统在多个其他系统的存在下的熵产生的限制，这些系统之间的信息流。我们证明了我们的一般结果的一个简单的模型的生化适应。
2013-11-06 cond-mat.stat-mech
Quantum Fluctuation Theorems
实验技术的最新进展使人们能够在单分子和原子水平上测量和控制系统。在这里，获得有关涨落热力学量的信息对于理解小系统的非平衡热力学行为至关重要。为了实现这一目标，随机热力学提供了一个理论框架，和非平衡等式，如Jarzynski等式和波动定理提供了有关波动的热力学量的关键信息。本文综述了量子涨落理论的最新进展，包括在热力学与信息联系中起着关键作用的麦克斯韦妖的研究。
2018-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ordered phases in coupled nonequilibrium systems: static properties
我们研究了一个耦合驱动系统，其中两种粒子的平流由波动的势能景观。虽然粒子遵循电势梯度，但每个物种都以不同的方式影响景观的局部形状。由于景观和粒子之间的这种双向耦合，系统显示出有趣的新相，其特征在于粒子和景观中不同种类的长程有序。在所有这些有序的阶段中，两种粒子种类的阶段完全彼此分离，但底层景观可能显示完全有序，宏观区域具有不同的平均斜率，或者可能显示有序和无序区域的共存，这取决于粒子种类对景观产生的影响的差异性。本文讨论了这些相的静态性质的几个方面，并在续集中讨论了这些相的动力学。
2017-08-18 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium fluctuations of an interface under shear
在波动流体力学的框架内，在一个固定的库埃特流的界面的稳态特性的解决。我们的研究表明，热波动是由一个有效的剪切速率，不同于应用的平衡。在协议与实验中，我们发现，界面的均方位移强烈减少的流动。我们还表明，非平衡波动呈现出一定程度的普遍性，在这个意义上，所有功能的流体可以分解成一个单一的控制参数。最后，根据最近的实验和数值研究的结果进行了讨论。
2009-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale temporal integrators for fluctuating hydrodynamics
在我们以前的工作[S。Delong和B. E. Griffith和E. Vanden-Eijnden和A. Donev，Phys. Rev. E，87（3）：033302，2013]，我们开发了用于求解在波动流体动力学中出现的朗之万随机微分方程的时间积分器。我们简单的预测-校正方案添加波动的标准二阶确定性求解器的方式，保持二阶弱精度线性波动流体动力学。我们构造了一个一般类的计划，并建议两个具体的计划：显式中点法，和隐式梯形法。我们还构建预测-校正方法集成的过阻尼极限的方程组的快速和缓慢的变量在有限的快速和缓慢的时间尺度的无限分离。我们建议使用随机有限差分近似的一些随机漂移项，因为动力学乘性噪声的限制动态。我们说明了我们的积分器上的两个应用程序，涉及发展的巨大的非平衡浓度波动扩散混合流体。我们首先研究了最近的实验中进行的微重力使用过阻尼积分器的巨大波动的发展。然后，我们包括重力的影响，并发现，我们还需要包括流体惯性的影响，这会影响在小波数的浓度波动的动力学大大。
2015-01-07 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium stationary states with ratchet effect
在温度$T$下处于热平衡的粒子系综，由Nosè-Hoover动力学建模，在定向半圆盘弹性散射体的三角形晶格上运动。尽管散射体不对称，但热力学第二定律显然排除了定向输运。引入一个极化的零平均单色场产生一个定向的稳定流与非平凡的温度和场参数的依赖。本文给出了半导体异质结反点超晶格中微波场诱导定向电流的理论估计。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Symmetries and scaling in generalised coupled conserved Kardar-Parisi-Zhang equations
我们研究了由守恒Kardar-Parisi-Zhang方程控制的涨落表面驱动的守恒密度的噪声非平衡动力学。我们揭示了守恒密度的普适标度性质。我们考虑两个独立的极小模型，其中表面波动耦合（i）与守恒密度的空间变化，和（ii）直接与守恒密度的大小。这两种模型都是保持密度不变的，但从对称性的角度出发。我们用我们的结果来强调非平衡普适性类对称性和守恒律之间的相互作用的依赖。
2017-11-06 cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic fluctuations in quasi-two dimensional diffusion
我们使用粒子模拟和波动流体力学研究流体-流体界面上的胶体扩散。二维界面上的扩散与三维流体力学是已知的异常，与集体扩散系数发散一样的波数的倒数。这种不寻常的集体效应是由于界面平面内流体流动的可压缩性而产生的，并导致在整体平均浓度的扩散方程中出现非线性非局部卷积项。我们扩展了以前的流体动力学理论，考虑到一个物种/颜色标记的颗粒，作为必要的模型实验的基础上荧光技术。我们使用一种新的布朗动力学算法，以及波动流体动力学理论和模拟研究密度和颜色密度波动的幅度和动态。我们发现，一个单一的标记粒子和集体密度波动之间的流体动力学耦合导致的长期自扩散系数的减少，即使是非相互作用的粒子的理想气体。使用线性化波动流体力学理论，我们表明，对于流体-流体界面上的扩散，总密度的非平衡波动是小的相比，平衡波动，但颜色密度的波动是巨大的，并表现出一个频谱，衰减为波数的立方幂的倒数。我们证实了这些预测，通过布朗动力学模拟扩散混合两个不可区分的物种。我们还研究了二维流体力学系统中的非平衡涨落，如真空中的近晶薄膜。我们发现，非平衡波动是巨大的和可比的幅度的平均值，可以准确地模拟使用数值求解器的非线性方程的波动流体动力学。
2018-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Notes about the Macroscopic Fluctuating Theory
本文从实用性和自洽性的观点出发，提出了宏观波动理论。作为出发点，我们假设一个系统在介观尺度描述的字段$ϕ(x,t)$，由朗之万方程，局部保存或不字段的演变。它的动态行为也可能取决于外部代理对主体或/和系统边界的作用。我们推导出相应的Fokker-Planck方程和路径的概率，并用它们来研究系统定态的一般性质。特别是，我们专注于研究的准潜力，定义在小噪声限制的平稳分布。我们认为，系统处于平衡时，它是宏观可逆的，也就是说，当最可能的路径创建一个波动的定态是等于时间反转的路径，放松它。当这种情况不发生时，系统是在一个非平衡定态的准势可能会出现一些缺乏可微性和/或长程作用。我们还推导了定态下两体关联的封闭方程，并将其应用于一些典型的情况。最后利用大偏差原理得到了广义Green-Kubo公式类。
2020-10-22 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium relaxation of a trapped particle in a near-critical Gaussian field
研究了与热涨落标量场线性耦合的探针粒子在谐振势作用下的非平衡弛豫动力学，为光阱胶体在接近其体临界点的流体中的运动提供了一个卡通形象.粒子的平均位置最初从机械平衡的位置位移显示功能长时间的代数尾场的临界点接近，其中的普适指数是确定在任意的空间维度。正如预期的那样，这种行为不能被绝热的方法，假设快速场弛豫捕获。定性的分析，微扰方法的预测证实了数值模拟。
2022-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of coupled modes for sliding particles on a fluctuating landscape
近年来发展起来的非线性波动流体力学（NLFH）的形式主义已在解开许多新的动力学普适类耦合驱动系统的多个守恒量。在原则上，这种形式主义需要知识的保守组件的局部保守电流的局部密度方面的确切表达。然而，对于大多数非平衡系统，精确的表达式是不可用的，重要的是要知道在这些情况下NLFH的预测会发生什么。我们解决这个问题的第一次在这里在一个系统中耦合的时间演化的波动的能量景观上的滑动粒子。在无序相中，该系统表现出短程关联，其确切形式未知，因此无法获得电流的精确表达式。我们使用基于平均场论和修正的近似表达式，使用数值模拟来测试NLFH的预测。在这个过程中，我们还发现了重要的有限尺寸效应，并展示了它们如何影响NLFH的预测。我们发现，我们的系统是丰富的，足以显示各种各样的普遍性类。从我们的分析和模拟，我们已经能够找到参数值，导致扩散，Kardar-Parisi-Zhang（KPZ），$5/3 $ Lévy和修改的KPZ普适性类。有趣的是，在修改后的KPZ情况下的标度函数原来是接近的Prähofer-Spohn函数，这是已知的描述通常的KPZ标度。我们的分析还预测了我们模型中的黄金平均值和$3/2$ Lévy普适性类，但我们的模拟无法验证这一点，可能是由于强烈的有限尺寸效应。
2019-10-18 cond-mat.stat-mech
Fluctuation relations for anisotropic systems
在被驱动的非平衡稳态中，粒子流或能量流已知满足某些对称性，称为涨落关系，确定正涨落与负涨落的概率比。最近，对于维数大于1的扩展非平衡系统，在假定它们是各向同性的情况下，提出了这些涨落关系的一个推广[P. I.]乌尔塔多角Pérez-Espigares，J. J. del Pozo和P.L. Garrido，Proc. Nat.学术界科学。(USA)\textbf{108}，7704（2011）]。在这里，我们放松这一假设，并推导出具有各向异性体驱动率的$d$维系统的波动关系。我们说明了这种各向异性的波动关系的粒子电流波动的2- $d$各向异性零程过程中，使用精确和波动的流体动力学方法。
2014-02-11 cond-mat.stat-mech
Fokker-Planck Theory of Nonequilibrium Systems Governed by Hierarchical Dynamics
复杂系统的动力学通常是在不同的时间尺度上分层组织的。为了理解这样的层次结构的物理，这里的布朗运动的粒子移动通过波动介质中缓慢变化的温度作为一个易于分析的例子进行了研究，并制定了动力学理论来描述粒子的状态。这里的特殊之处在于，（逆）温度被视为一个动力学变量。与绝热格式相一致，引入了动力学层次。然后，一个新的分析方法，以显示如何福克-普朗克方程承认作为一个固定的解决方案的麦克斯韦分布调制的温度波动，其分布原来是由漂移项。对所谓的超级统计也作了仔细的评论。
2014-02-13 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Staggered Scheme for the Compressible Fluctuating Hydrodynamics of Multispecies Fluid Mixtures
我们提出了一个数值公式的解决方案的非等温，可压缩，纳维-斯托克斯方程与热波动描述中尺度传输现象的多组分流体混合物。我们的数值方法的新颖之处是使用交错网格动量随着有限体积离散的热力学变量来解决由此产生的随机偏微分方程。数值方案的主要优点是扩散和随机动量通量的显着简化和紧凑的离散化，以及涉及压力的边界条件的明确规定。与Balakrishnan \emph{et al.} [Phys. Rev. E 89，013017（2014）]中先前描述的同位方案相比，交错网格方案更准确地再现了气体混合物中流体动力学波动的平衡静态结构因子。的数值方法进行测试，为理想的惰性气体混合物在各种非平衡条件下，如施加的热量和浓度梯度，以评估交叉扩散效应的作用，如Soret和Dufour，对长期的相关性的流体动力学波动，这也更准确地再现相比，同位方案。我们数值研究了混合气体中由浓度梯度驱动的巨非平衡涨落和涨落驱动的瑞利-泰勒不稳定性。在适用的情况下，观察到与直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法的理论和测量结果非常一致。
2023-01-30 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Thermodynamic uncertainty relation in a tilted periodic potential under coarse graining
近年来，非平衡介观系统中的一些普遍关系得到了研究。特别地，热力学测不准关系（TUR）提供了电流累积量和熵产生之间的普遍内在联系。本文从粗粒化的观点出发，利用跃迁几率，给出了倾斜周期势中热涨落粒子流的TUR的一个简单推导。此外，我们还探讨了TUR的界随亲和力单调增加的条件。
2021-07-05 cond-mat.stat-mech
Fluctuating hydrodynamics of multi-species, non-reactive mixtures
本文讨论了多组分、非反应性流体的泛函Navier-Stokes（FNS）方程。特别是，我们建立了一个形式适合于数值解的随机偏微分方程。一个准确和有效的数值方案，基于我们以前的方法为单物种和二元混合物，提出和测试在平衡以及各种非平衡问题。其中包括研究在三元混合物中存在扩散障碍时的巨大非平衡浓度波动，在四种混合物中扩散引发瑞利-泰勒不稳定性，以及三元混合物中的反向扩散。与理论和实验的良好一致性表明，该公式是鲁棒的，可以作为一个有用的工具，在多组分流体的热波动的研究。扩展到包括化学反应将在后续文件中处理。
2014-01-15 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Effective field theory of fluctuating wall in open systems: from a kink in Josephson junction to general domain wall
利用基于对称性的有效场论，研究了非平衡开放系统中涨落畴壁的宏观行为。由于开放系统中的畴壁破坏了平移对称性，出现了一个被识别为Nambu-Goldstone（NG）模式的无隙激发，与封闭系统相比，它显示了非传播扩散行为。在证明了$(2+1)$维耗散约瑟夫森结中扩散NG模的存在后，我们对一维平移对称性破缺的开放系统提供了一个基于量子力学的一般分析。基于Schwinger-Keldysh形式构造了一个通用的有效拉格朗日量，该形式支持薄壁区波动谱中存在无间隙扩散模式。此外，我们还发现了一个开放系统所特有的项，它可能导致厚壁区的不稳定性或薄壁区的Kardar-Parisi-Zhang耦合，尽管它在约瑟夫森结中不存在.
2022-02-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con hep-th
Quantitative analysis of fluctuating hydrodynamics in uniform shear flow
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Faculty of Engineering, Gifu University（岐阜大学工学部）
本文通过直接数值模拟验证了Lutsko-Dufty理论和FNS动态重整化群理论的预测，展示了其在不同流体动力学 regime 中的准确性，为波动流体动力学的定量分析奠定了基础。
2026-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Spatial Organization of Active Particles with Field Mediated Interactions
本文研究了一个独立的点状粒子系统在与高斯涨落背景相互作用时作布朗运动。此外，这些粒子被赋予一个离散的两态内部自由度，受到非平衡噪声源，这会影响它们与背景场的耦合。我们探讨了系统的相图，并指出了非平衡驱动器在产生非平凡的模式化空间组织中的作用。我们能够，通过一个弱非线性分析，占的参数依赖的边界的相图和图案在稳态。
2019-08-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamical structure of a dilute suspension of active particles in a viscoelastic fluid
在这项工作中，我们研究了线性粘弹性流体中的活性颗粒的稀悬浮液的数密度波动的动力学。我们提出了一个模型的活性粒子的频率依赖性的扩散系数，它捕获的效果，旋转扩散的持久性，他们的自我推进的运动和介质的粘弹性。利用脉动流体力学，推导了主动悬架的线性化方程，并由此计算了其动态结构因子和相应的中间散射函数。对于一个麦克斯韦型流变模型，我们发现一个复杂的依赖这些功能上的参数，表征的粘弹性的溶剂和活性的颗粒，这可以显着偏离那些被动颗粒的惰性悬浮液和主动悬浮液在牛顿溶剂。特别是，在某些区域的参数空间中，我们发现在某些波数的中间散射函数的振荡的出现，这代表的标志的非平衡粒子活动的动态结构的悬浮液，也编码的介质的粘弹性。
2022-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of entropy and log-normal superstatistics
非平衡态复杂系统通常可以用不同时间尺度上不同动力学的混合来描述。超级统计学是“统计的统计”，有两个基本上分开的时间尺度，为这种描述提供了一个一致的理论框架。在这里，对数正态超统计量的理论发展的基础上的熵变化的波动定理以及最大熵方法。这提供了新的物理洞察对数正态统计，而不是传统的乘法随机过程。本文对该理论在湍流脉动能量耗散率中的可能应用作了评述。
2010-07-23 cond-mat.stat-mech
Superstatistics in hydrodynamic turbulence
超统计是一种"统计的统计"，与具有波动密集参数的驱动非平衡系统相关。它包含Tsallis统计量作为特例。我们表明，欧拉和拉格朗日湍流实验中测得的速度差和加速度的概率密度函数，以及简单的超统计模型再现。我们比较拟合对数正态超统计和卡方超统计（= Tsallis统计）。
2003-03-15 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
The stochastic motion of self-thermophoretic Janus particles
本文给出了部分涂有吸收层的Janus发动机在辐射场作用下的自热泳动力学方程。这些方程的推导是基于波动流体力学和辐射传热理论，涉及随机方程的体相和表面过程，是符合微观可逆性。得到了任意滑移边界条件下自热泳力和力矩的表达式。胶体位移和辐射传热的过阻尼Langevin方程提供了自热泳速度及其倒数贡献的表达式，其中外力可以影响辐射传热。一个非平衡涨落公式也被推导出来，并显示了如何在时间间隔[0，t]的Janus粒子位移和辐射能量转移的概率密度有关的机械和热的亲和力，表征非平衡系统状态。
2019-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice Models of Nonequilibrium Bacterial Dynamics
研究了一个在格子上表现出奔跑和翻滚动力学的自推进粒子模型。这种非布朗扩散的特征在于在方向变化之间具有有限持续长度的随机游走，并且受到诸如E.杆菌通过定义一类具有多种粒子和种间嬗变的模型，我们可以重现这样的动力学。这些模型承认准确的分析结果，同时也形成了一个对应的运行和翻滚动力学以前的连续模型。我们解决了外部驱动的非相互作用和零范围版本的模型，并利用场论的方法来推导出更一般的相互作用的连续波动的流体动力学。我们接触到以前的方法来运行和翻滚动力学的晶格，并确定一类拥挤的相互作用，跳跃率随着密度的增加而降低的稳态和线性稳定性。除了从非平衡统计力学的角度来看它的兴趣之外，只要满足某些条件（我们推导出的），这种晶格模型就构成了模拟一类与细菌运动相关的相互作用的运行和翻滚模型的有效工具。
2011-02-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The kinetic exclusion process: a tale of two fields
本文介绍了一类随机格子气模型，并在局部平衡假设下，导出了它们在大尺寸极限下的涨落流体力学描述。该模型包括在晶格上的高能粒子受排斥相互作用，移动和碰撞随机与能量相关的速率。由此产生的波动流体动力学方程表现出非线性耦合粒子和能量传输，包括粒子流由于温度梯度（Soret效应）和能量流由于浓度梯度（Dufour效应）。微观动力学的复杂性被浓缩在两个矩阵的传输系数：扩散矩阵（或等效的Onsager矩阵）推广菲克-傅立叶定律，和流动性矩阵控制电流波动。这两个输运系数耦合通过波动耗散定理，这表明影响本地电流的噪声项具有高斯特性。进一步从微观动力学的角度证明了熵产生的正性。所谓的动力学排斥过程有两个非平衡物理学最典型的模型作为限制情况，即粒子扩散的对称简单排斥过程和热流的Kipnis-Marchioro-Presutti模型，使其成为进一步发展现代非平衡行为理论的理想试验平台。
2019-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Inducing oscillations of trapped particles in a near-critical Gaussian field
我们研究两个粒子的非平衡动力学限制在两个空间分离的谐波势和线性耦合到同一个热涨落标量场，一个卡通的光学捕获胶体接触的介质接近连续相变。当一个外部的周期性驱动被施加到这些粒子中的一个时，最终会达到一个非平衡的周期性状态，在这种状态下，它们的运动会由于场介导的有效相互作用而停止，这是一种已经在实验中观察到的现象。我们充分表征了第二粒子的非线性响应作为驱动频率的函数，特别是远离绝热制度，在该制度中，可以假设该领域瞬间放松。我们比较微扰，解析解的绝热近似，从而确定后者的有效性的限制，我们定性地测试我们的预测对数值模拟。
2022-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical large deviations of linear diffusions
本文运用大偏差理论精确推导线性扩散时间积分泛函的缩放累积量生成函数和速率函数，以有效力或Riccati型方程描述涨落，并用二维旋转力扩散和双粒子热浴模型验证。
2023-05-09 cond-mat.stat-mech
An agitated oscillator chain
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
研究振子链在与游动粒子浴耦合时的稳态动力学变化，推导了诱导的Langevin链动力学，并发现反阻尼效应在长时尺度因非线性效应而被抑制，导致振子链产生自维持波动。
2026-10-02 cond-mat.stat-mech
Signatures of dynamic heterogeneity from a generalized hydrodynamic model of the supercooled liquid
本文研究了非平衡液体中集体密度涨落的四点关联函数$χ_4$。平衡由具有依赖于老化时间$t_\mathrm{w}$的弛豫时间$τ$的改进的拉伸指数行为（$\exp [-{(t_\mathrm{w}/τ)}^β]$）控制。类似的老化行为已在实验中观察到在过冷液体中。本文数值求解脉动非线性流体动力学（FNH）基本方程，得到平衡态和非平衡态的$χ_4$。我们还确定了一个动态的长度尺度$ξ$的平衡功能。$ξ(T)$随着温度的降低而生长，$T$。从一个更广泛的角度来看，我们在这里证明，在一个过冷液体的动力学不均匀性的特征签名，观察到以前在计算机模拟的少数粒子的动力学，也存在于粗粒度的广义流体动力学方程。
2014-02-14 cond-mat.stat-mech
Molecular theory of Langevin dynamics for active self-diffusiophoretic colloids
由自扩散电泳机制推动的活性胶体颗粒通常由朗之万方程描述，该方程要么是基于物理基础假设的，要么是使用波动流体力学的方法导出的。虽然这些描述适用于微米和更大尺寸的胶体，但它们将分解为非常小的活性颗粒。本文给出了胶体非对称催化化学反应驱动的自扩散电泳粒子的朗之万方程的全微观推导。推导提供了平移和旋转摩擦张量的微观表达式，以及反应速率系数中出现的Langevin方程。扩散泳力和扭矩表示在满足广义传输方程的流体场的非平衡平均。结果提供了一个小尺度上的主动运动的描述，在粗粒度的连续流体方程结合边界条件，占胶体的存在下的描述可能是不合适的。
2020-07-02 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium friction and free energy estimates for kinetic coarse-graining -- Driven particles in responsive media
本文研究非平衡条件下响应性介质中驱动粒子的粗粒化方法，通过恒速约束模拟估计平均力与速度依赖摩擦，并在1D势垒和3D聚合物膜模型中验证其可用于低维Langevin模拟预测输运性质。
2025-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Symmetry and the thermodynamics of currents in open quantum systems
对称性是物理学中一个强大的概念，它最近在理解非平衡行为方面的应用提供了深刻的见解和开创性的精确结果。在这里，我们将展示如何利用对称性来控制开放量子系统中的输运和统计。这样的控制是通过一阶型动态相变在当前的统计和相关的共存的不同的传输通道（或非平衡稳态）分类的对称性。微可逆性，然后enrolment，通过Gallavotti-Cohen波动定理，一个双动态相变罕见的电流波动。有趣的是，初始状态中存在的对称性在波动水平上自发地被打破，其中量子系统选择最大限度地促进给定波动的对称扇区。我们说明了这些结果的量子位网络模型的动机的相干能量收集在光合复合物的问题，并介绍了一个可控的量子热开关的概念，提出了基于可控的量子器件的设计策略，具有可控的传输特性。
2014-09-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamics of coupled time crystals with an application to energy storage
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；The University of Nottingham（诺丁汉大学）；Coventry University（考文垂大学）
本文针对耦合边界时间晶体热力学特性未明的问题，表征其平均动力学与量子涨落，验证两类相中的量子与经典关联，并证明其可作为量子电池实现高效储能。
2025-01-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized Haldane Equation and Fluctuation Theorem in the Steady State Cycle Kinetics of Single Enzymes
酶动力学是循环的。我们研究了一个马尔可夫更新过程模型的单酶营业额在非平衡稳态（NESS）与持续浓度的底物和产品。我们证明了前向和后向循环时间具有相同的非指数分布：$\QQ_+(t)=\QQ_-(t)$。该方程推广了可逆酶动力学中的Haltenic关系式。根据正向（$p_+$）和反向（$p_-$）循环的概率，$k_BT\ln(p_+/p_-)$被证明是NESS的化学驱动力$Δμ$。更有趣的是，基板周期$ν(t)$，$<e^{-λν(t)}>$的随机数的矩生成函数遵循的波动定理的形式的Kurchan-Lebowitz-Spohn型对称。当$λ$ = $Δμ/k_BT$时，我们得到Jarzynski-Hatano-Sasa型等式：对于所有的$t$，$<e^{-ν(t)Δμ/k_BT}>$ $\equiv$ 1，其中$νΔμ$是为维持NESS所做的波动化学功。该理论提出了通过单分子酶学从周转数据实验确定非平衡驱动力{ \it原位}的可能方法。
2006-07-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.BM
Microscopic theory for hyperuniformity in two-dimensional chiral active fluid
本文提出微观理论解释二维手性活性流体的超均匀性，推导有效流体动力学方程，线性分析捕捉超均匀性，指数与数值一致，并联系随机组织模型。
2023-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-reversal and PT symmetry breaking in non-Hermitian field theories
研究具有守恒动力学的非厄米涨落场论中的时间反演与PT对称性破缺，发现非厄米独有的相变场景在静态相内引发介观熵产生率激增，并指出本征模耦合是临界例外点处熵产生与噪声放大的机制。
2023-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
