Surface thermodynamics, surface stress, equations at surfaces and triple lines for deformable bodies
本文研究了变形体表面的热力学和力学,遵循并改进了吉布斯的一般方法。它首先表明,“本地”热力学变量的表面状态的温度,化学势和表面应变张量(真正的热力学变量,粘弹性固体或粘性流体)。给出了表面应力的新定义,并给出了相应的表面热力学方程。然后得到了表面的力学平衡方程。它涉及到表面应力,类似于体积的柯西方程。它的法向分量是拉普拉斯方程的推广。在(体-液-液)三重接触线处,得到两个方程,它们表示:(i)固定在物体上的三重接触线的力(表面应力)的平衡;(ii)相对于物体的三重接触线的运动的平衡。这最后一个方程导致一个强有力的修改杨的经典毛细管方程。
2019-06-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Thermodynamic curvature for a two-parameter spin model with frustration
实际热力学系统的微观模型通常涉及许多参数,而不是所有参数都具有相同的宏观相关性。我们研究了一个装饰$(1+3)$伊辛自旋链包含两个微观参数:一个“僵硬”的$K$介导的远程相互作用,和一个“草率”的$J$本地自旋组内操作。$K$主导宏观行为,除了在$J$通过调节与$K$相互作用的局部自旋群而引起相之间转变的区域之外,改变$J$具有微弱的影响。我们计算了热容$C_H$、磁化率$χ_T$和热力学曲率$R$。对于大的$|J/K|$,根据$K$和$J$的符号,我们识别出四种磁相:铁磁相、反铁磁相和亚铁磁相。我们认为,为表征这些阶段,最强的图片是由热力学几何不变$R$,成比例的相关长度$ξ$。这幅图与其他情况相对应,例如流体。
2014-08-10 cond-mat.stat-mech
Superconducting Triple Point in UTe$_2$: Thermodynamics and Symmetry
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);P.L. Kapitza Institute for Physical Problems, RAS(俄罗斯科学院普·列·卡皮察物理问题研究所)
本文通过朗道理论解释UTe$_2$相图中两个不同超导相与正常相之间的二阶相变线相交于一点的三相点现象,指出其不存在热力学限制,并基于不同规范对称性的两个超导序参量给出唯一解释。
2026-09-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
The role of curvature in quantum statistical mechanics
本文通过计算二维热力学空间的标量曲率来研究两个热力学系统的性质。特别地,我们研究了量子群不变系统和具有分形分布函数的系统的稳定性和可能的任意子行为。
2018-08-06 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic geometry of one-dimensional spin one lattice models
状态空间几何获得的一维Blume Emery Griffiths模型和相关的标量曲率(S)调查的各种参数制度,包括Blume-Capel限制和Griffiths模型的限制。对于一维的情况下,两个互补的几何形状与其相关的曲率$R_m$和$R_q$被发现,这是有关的两个序参量,即磁矩和四极矩的波动。一个很好的协议之间的两个曲率和两个相应的相关长度$ξ_1$和$ξ_2$的参数空间的显着区域。三维标量曲率$R_g$也被发现有效地编码相互作用。利用Ruppeiner猜想,将奇异自由能的倒数与热力学标量曲率联系起来,得到了临界点和三临界点附近自由能的标度函数。
2020-11-12 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of ferromagnetic superconductors with spin-triplet electron pairing
本文提出了一个描述具有自旋-三重态电子库珀配对的铁磁超导体的相和相变的热力学理论。该理论基于超导和铁磁序参量的扩展的Ginzburg-Landau展开式。我们提出了一个简单的形式的理论参数的压力,允许正确的理论轮廓的温度-压力相图,在低温下出现的p波超导性和巡回铁磁性共存的稳定相的依赖。我们表明,该理论是在与实验数据的一些金属间化合物,实验证明是巡回铁磁自旋三重态超导性。解释和阐明了这类系统中量子相变的一些基本特征。根据现有理论推导出的定量准则和实验数据的分析,我们建议将自旋三重态铁磁超导体分为两种不同类型的热力学行为。
2009-01-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic Geometry of an Ideal Quon Gas
University of Mohaghegh Ardabili(莫哈格赫阿尔达比勒大学)
本文研究理想夸子气体的热力学几何,通过形变参数推广玻色气体,确定物理状态空间并发现曲率在凝聚临界点发散,为宏观相干性提供几何标志。
2026-11-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic geometry for a non-extensive ideal gas
本文给出了理想气体在超统计意义下的广义熵。与此修改后的熵产生的热力学空间的曲率标量计算使用两个形式主义的几何方法热力学。使用曲率/相互作用假设的几何方法热力学几何,它被发现,作为考虑广义统计的结果,一个有效的相互作用出现,但相互作用是不够的,给一个相变。这种广义熵似乎与禁闭或没有那么多自由度的系统有关,因此使用这种熵来表征小系统的热力学可能是有趣的。
2017-09-27 cond-mat.stat-mech
Extrinsic and intrinsic curvatures in thermodynamic geometry
我们研究了物理系统的热力学几何中某些超曲面的内禀曲率和外禀曲率,并表明它们包含有用的热力学信息。对于反Reissner-Nordström-(A)de Sitter黑洞(Phantom),常数$Q$超曲面的外曲率与相变点附近的热容具有相同的符号.对于Kerr-Newmann-AdS(KN-AdS)黑洞,$Q \to 0$超曲面(Kerr黑洞)或$J \to 0$超曲面(RN黑洞)的外曲率与相变点附近的热容同号.非本征曲率在相变点处也发散。超曲面的内禀曲率在临界点处发散,但没有关于热容符号的信息。我们的研究解释了KN-AdS黑洞与RN黑洞和Kerr黑洞\cite{ref1}的热力学几何之间的一致关系。这种方法可以很容易地推广到一个任意的热力学系统。
2016-06-11 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
A geometric description of blackbody-like systems in thermodynamic equilibrium
本文利用黎曼几何与接触几何形式研究遵循类斯特藩-玻尔兹曼定律的类电磁辐射系统,通过度量行列式为零分类不可推广的类黑体系统,并验证热力学曲率标量 $\mathcal{R}=0$ 支持非相互作用假设。
2017-11-07 cond-mat.stat-mech
Geometric Thermodynamics in Open Quantum Systems: Coherence, Curvature, and Work
University of Houston(休斯顿大学)
本文提出一个几何框架,用于开放量子系统中的准静态热力学,通过参数化控制流形上的动力学,研究相干、曲率和功的几何结构及热力学响应。
2026-04-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Riemannian geometry of the Pauli paramagnetic gas
我们调查的热力学曲率产生的黎曼几何热力学方法的泡利顺磁气体,这是一个系统的相同的费米子每个自旋1/2。我们观察到,热力学曲率的绝对值可以被解释为所考虑的系统的稳定性,只有在经典和半经典制度的措施。但在量子机制中,观察到一些例外。
1998-12-03 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and short-range correlations of the XXZ chain close to its triple point
XXZ量子自旋链在其基态$h$ - $1/Δ$相图中具有三相点。该一阶临界点位于两条二阶相变线的联合端点处,这两条二阶相变线分别标记从无带隙相到全极化相和到Néel有序相的转变。我们探索的磁化强度和短程关联函数在其附近使用模型的精确解。在临界区以上的三相点,我们观察到一个强烈的变化的所有物理量的低能量标度的顺序$1/Δ$引起的横向量子涨落。我们从强耦合微扰理论出发,解释了这种现象的高度简并基态的伊辛链在三相点。从微扰理论,我们确定了相关的缩放的磁场和温度。应用标度的精确解,我们得到明确的公式,在低温下的磁化强度和短程关联函数。
2010-01-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Thermodynamic geometry of the spin-1 model. II. Criticality and coexistence in the mean field approximation
我们继续我们的研究的热力学几何的自旋一模型从纸我探测态空间几何的布卢姆埃默里格里菲斯(BEG)模型,其极限情况下的布卢姆卡佩尔模型,在其平均场近似。通过占所涉及的随机变量,我们从热力学状态空间两个互补的二维几何结构的曲率$R_m$和$R_q$,这被证明是编码相关性模型的两个序参量,即磁化$m$和四极矩$q$。在零和非零磁场区域的几何形状进行了研究。我们发现,相关的标量曲率发散到负无穷沿临界线与正确的缩放和振幅。然后,我们探测相共存的几何形状,并发现相关的曲率预测共存曲线非常好,通过各自的$R$交叉图。我们还简要地评论的有效性的几何相关长度相比,常用的Ornstein-Zernicke型相关长度相对于他们的标度性能。
2021-07-07 cond-mat.stat-mech
Spectral Triples on Thermodynamic Formalism and Dixmier Trace Representations of Gibbs: theory and examples
本文推广了Perron-Frobenius-Ruelle定理与Sharp的谱三元组构造,研究了扩张映射的非交换期望,统一分析了流形、分形与Dyson模型,并给出了zeta函数非交换期望表示的实例。
2024-03-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
On the two principal curvatures as possible entropic barriers in a mesoscopic nonequilibrium thermodynamics model of complex matter agglomeration
非平衡态热力学理论很好地描述了不可逆型的物质凝聚现象。该描述假设热力学(内部)状态变量处于局部平衡,并使用众所周知的通量-力关系,涉及昂萨格系数,最终在局部守恒定律的福克-普朗克型。将其应用于物质团聚现象(通常称为成核和生长过程)时出现的中心问题之一似乎是一些物理上可接受的熵垒或阻碍生长的因素的识别。在本文中,我们希望提出某些几何动力学障碍作为所谓的熵障碍的严重候选人。在热力学形式主义的框架内,它们总是与控制系统的物理势的适当选择相关联。事实证明,库仑(或引力)型势的某种选择导致强调高斯曲率的作用,而对数物理势形式的另一种选择必然导致平均曲率的显著作用。整个推理已经成功地测试了一个物理力学多晶演化模型介绍了几年前的物理metalurgical的目的,并修改用于生物物理软物质团聚。
2003-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The quantum square-well fluid: a thermodynamic geometric view
Universidad de Guanajuato(瓜纳华托大学);Universidade de Vigo(维戈大学)
本文通过三级微扰理论研究量子方形井流体的热力学几何特性,比较其与经典流体的差异,揭示量子效应在平滑标量曲率异常和影响临界指数中的作用。
2026-03-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Effects of three-body interactions on the structure and thermodynamics of liquid krypton
采用大规模分子动力学模拟方法,采用基于Aziz和Slaman两体势和三偶极Axilrod-Teller(AT)势的势能函数,对液态氪的结构和热力学性质进行了预测.通过改变AT势的强度,我们研究了三体贡献超出三偶极子色散的影响。可以看出,AT势给出了一个整体很好的描述液体Kr,虽然其他的贡献,如高阶三体色散和交换项不能忽略。
2002-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Perturbative Thermodynamic Geometry of Nonextensive Ideal Classical, Bose and Fermi Gases
本文研究了非广延理想经典气体、玻色气体和费米气体的微扰热力学几何,证明了非广延玻色(费米)气体的内禀统计相互作用与广延情况类似,是吸引(排斥)相互作用,但热力学曲率的大小随非广延参数的变化而变化。与广延理想经典气体相反,非广延理想经典气体可以分为两个不同的区域。根据系统对非广延情况的偏离参数,可以找到一个特殊的逸度值$z^{*}$,在此值处热力学曲率的符号发生了变化。因此,我们认为,非广延参数诱导一个吸引(排斥)的统计相互作用的$z<z^{*}$($z>z^{*}$)的理想经典气体。根据热力学曲率的奇点,我们考虑了非广延玻色气体的凝聚。
2017-05-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Universal criticality of thermodynamic curvatures for charged AdS black holes
本文分析研究了带电AdS黑洞在小-大黑洞相变临界点处的热力学曲率(如内禀曲率和外禀曲率)的临界指数和普适振幅.在临界点处,发现归一化的本征曲率$R_N$和非本征曲率$K_N$分别具有临界指数2和1。在此基础上,利用温度参数$t=T/T_c-1$计算了普适振幅$R_Nt^2$和$K_Nt$,其中$T_c$为温度的临界值。在临界点附近,我们发现当$t\rightarrow0^+$时,$R_Nt^2$和$K_Nt$的临界振幅为$-\frac{1}{2}$,而$R_Nt^2\approx -\frac{1}{8}$和$K_Nt\approx-\frac{1}{4}$在极限值$t\rightarrow0^-$ .这些结果不仅对四维带电AdS黑洞成立,而且对高维情形也成立。因此,这些普适性质将为热力学几何和黑洞相变提供新的见解。
2020-12-21 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Ruppeiner Geometry of Anyon Gas
导出了服从分数统计的二维理想任意子气体的热力学曲率。任意子气体的统计相互作用可以是吸引的或排斥的。对于吸引统计相互作用,热力学曲率为正,对于排斥统计相互作用,热力学曲率为负,这表明任意子气体更稳定。在这两者之间有一个特殊的情况,即热力学曲率为零。也将探讨与经典极限的微小偏差。
2008-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Potential and Flux Decomposition for Dynamical Systems and Non-Equilibrium Thermodynamics: Curvature, Gauge Field and Generalized Fluctuation-Dissipation Theorem
动力系统的驱动力可以分解为势场梯度和旋度通量(流)。涨落耗散定理(FDT)常用于具有细致平衡的近平衡系统。由于小扰动引起的响应可以用自发涨落来表示。对于非平衡系统,我们导出了一个广义FDT,它的响应函数由两部分组成:(1)一个自发关联,它代表具有细致平衡的近平衡系统中存在的弛豫;(2)一个关联,它与定态旋度通量的持久性有关,它也部分地与规范场的内曲率有关.广义FDT也与涨落定理有关。在相同的时间限制下,广义FDT自然导致非平衡热力学,其中熵产生率可以分解为由梯度力驱动的自发弛豫和由维持非平衡环境并打破细致平衡的非零通量驱动的管家贡献。
2011-08-29 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Probing the mesoscopics of competing interactions with the thermodynamic curvature: the case of a two-parameter ANNNI chain
本文通过双参数ANNNI链验证热力学曲率R作为关联体积和统计相互作用度量的猜想,并揭示介观涨落子结构特征及三阶涨落矩的关键作用。
2024-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Geometric Thermodynamics of Strain-Induced Crystallization in Polymers
超越了爱因斯坦涨落理论的经典高斯近似,Ruppeiner给出了一个具有熵度量的黎曼几何结构。这就产生了一个基本量-黎曼曲率,它被用来提取流体、理想气体和其他开放系统中分子之间相互作用的性质的信息。在这篇文章中,我们研究了这种曲率在非平衡热力学系统中的影响,其中弛豫足够慢,以免使局部平衡假设无效。该非平衡系统包括经历应变诱导结晶的橡胶状聚合物。曲率被发现传递信息的虚假等容能量所产生的构象拉伸已经结晶的片段。这种非物理成分可能是由于结晶流形被认为是欧几里得的,其拉伸测度是通过欧几里得度量定义的。与曲率相关的热力学状态是确定等容拉伸和寄生能量的关键。我们确定这种拉伸,并提出了一种形式的虚假的自由能,必须从总能量中删除,以恢复正确的应力。
2022-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and computation during collective motion near criticality
在热力学热力学第一定律的背景下,我们研究了集体运动作为热力学现象的自组织。预计相干有序运动通常在(广义)内能和对系统所做或从系统提取的(广义)功的变化的存在下自组织。我们的目标是明确量化的变化,这两个量的模拟自推进粒子的系统,并将它们与系统的配置熵的变化。在这样做时,我们适应的热力学公式的曲率的内能和工作,相对于两个参数,控制粒子的排列。这使我们能够系统地研究系统的行为,通过改变两个控制参数,以驱动系统的动力学相变。我们的研究结果确定的关键制度,并表明,在相变,系统的配置熵减少,工作和内能的变化率也减少,而他们的曲率发散。重要的是,通过消耗的工作实现的熵的减少在临界点达到峰值。我们将这两个热力学效率和意义的增加的顺序相对于一个计算path.Additionally,这项研究提供了一个信息几何解释的曲率的内能作为两个曲率之间的差异:曲率的自由熵,捕获的Fisher信息,和曲率的配置熵。
2018-01-19 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Geometric Curvature Governs Work in Open Quantum Steady States
University of Houston(休斯顿大学)
研究揭示开放量子稳态中功由控制参数空间中的几何曲率决定,通过两能级系统构建功一形式,展示曲率对循环过程功的影响,证明相干性是非平凡几何的必要条件。
2026-03-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometry and Thermodynamic Fluctuations of the Ising Model on a Bethe Lattice
本文在二维参数空间上引入了一个度量,用来描述配位数为q的Bethe格上的伊辛模型.与此度量的几何形状进行了分析,它表明,高斯曲率发散的临界点。对于q=2的特殊情况,曲率减小到一维伊辛模型的已知结果。高斯曲率也计算了一般的铁磁体在其临界点附近,推广了以前的结果t>0。临界点附近的一般表达式进行了比较与具体情况下的贝特格和微妙之处,与事实相关联的比热指数贝特格消失,解决。
1997-06-24 cond-mat.stat-mech hep-th
Thermodynamic geometry of the novel 4-D Gauss Bonnet AdS Black Hole
本文利用文[1]提出的新的热力学几何形式研究了四维时空中Gauss Bonnet-AdS黑洞的相变点和临界行为。在这方面,外在和内在的曲率的某种超曲面沉浸在热力学流形包含有关的稳定性/不稳定的热容的信息。因此,我们在扩展相空间中计算了四维中性Gauss Bonnet黑洞情形的$Q$ -零超曲面的内禀曲率。有趣的是,在低温下,小黑洞的内禀曲率可以是正的,这表明黑洞微结构之间存在排斥相互作用。这一发现与五维中性高斯邦内黑洞形成对比,其微观结构之间只有主导的吸引相互作用。
2021-01-16 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Morphological Thermodynamics of Fluids: Shape Dependence of Free Energies
我们研究的流体的热力学势的依赖其容器的几何形状。如果满足势的运动不变性、连续性和可加性,则只需要四个形态度量就可以完全描述任意形状的容器对流体的影响。这三个约束可以被理解为常规术语“广泛”的更精确的定义,并且其结果是,除了常数项之外,表面张力和其他热力学量仅包含容器的平均曲率和高斯曲率的线性贡献,而不是如之前通常假设的无限数量的曲率。我们验证了这一点的数值熵系统的硬球有界的弯曲壁。
2004-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Information geometry and Bose-Einstein condensation
本文研究有限粒子数下玻色-爱因斯坦气体的信息几何曲率,发现随粒子数增大曲率按幂次下降且最大值温度趋近临界温度,证明热力学极限下相变处曲率有限而非发散,推翻了曲率在相变处发散的长期猜想。
2023-02-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistical Multifragmentation Model Within the Extended Morphological Thermodynamics Approach
本文在形态热力学的基础上,建立了一个精确可解的核液-气相变统计碎片化模型。结果表明,球核之间的硬核排斥作用只产生核自由能的体(体积)、表面和曲率部分,而高斯曲率部分则没有出现.本文研究了核液-气相变的相图。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech nucl-th
Quantum Fluids in Thermodynamic Geometry
本文利用热力学几何研究量子硬球流体和半经典方阱流体,揭示量子效应可消除经典硬球流体的曲率反常,并刻画了半经典R-Widom线。
2024-01-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Resummed thermodynamic perturbation theory for bond cooperativity in associating fluids
通过对Wertheim的多密度理论的推广,发展了缔合流体中键协同效应的热力学微扰理论.我们特别考虑的情况下,关联硬球与两个协会网站和两对和三重态贡献的能量。为了检验理论,我们进行了新的蒙特卡罗模拟。理论和模拟被发现是非常一致的。
2013-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Geometric Universality and Thermodynamic Microstructure of Real Fluids in a Unified Entropic Framework
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学核科学研究所);Dipartimento di Fisica and Icra, Università di Roma “La Sapienza”(罗马第一大学物理系与ICRA中心);Al-Farabi Kazakh National University(阿尔法拉比哈萨克国立大学)
该研究为真实流体引入统一熵框架,用几何热力学通过标量曲率探索微观作用,揭示临界现象等特征,引入无量纲临界振幅比,还用贝叶斯推理和MCMC方法重构零曲率曲线,证明GTD流形能编码热力学模型信息。
2026-07-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic Geometry, Phase Transitions, and the Widom Line
我们构建了一种基于热力学几何的新方法,通过平衡热力学状态空间中的标量曲率从微观角度来表征一级相变。我们的方法解决了宏观热力学结构中的关键理论问题,并通过热力学标量曲率捕获的相关长度的最大值来表征Widom线。作为我们的方法的一个例子,我们使用它与平均场范德华状态方程预测共存曲线和Widom线。在密切适用的情况下,它提供了良好的协议与实验数据。从NIST数据库的直接计算表明,我们的方法的普遍性。
2011-10-17 cond-mat.stat-mech hep-th physics.chem-ph
Thermodynamics of the Gravity from Entropy theory
School of Mathematical Sciences, Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院数学科学学院)
本文基于熵理论探讨引力的热力学本质,提出引力由物质与几何相互作用中的信息编码决定,并通过修正引力场方程引入有效暗能量项,揭示宇宙在低能极限下恢复为爱因斯坦方程,为理解引力与熵增提供新视角。
2026-07-28 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th