Statistical Mechanical Theory of a Closed Oscillating Universe
基于牛顿定律在哈密顿动力学中的重新表述,结合统计力学,我们建立了一个支持闭合振荡宇宙假设的统计力学理论.我们发现,宇宙作为一个整体的行为可以表示为一个自由熵振荡器的寿命是非均匀的,从而意味着时间是短或长根据宇宙本身的状态通过其熵。我们的结论是,时间减少到宇宙的熵产生,而非零熵产生意味着局部波动可能存在,从而引起质量的出现和空间的曲率。
2009-07-09 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theory of Mixtures (A Statistical Mechanical Background)
综述了混合物涨落理论的统计力学基础。概述了系统的微观性质和宏观性质之间的统计力学关系。定义了平衡体系中的分布函数,并报道了纯流体和混合流体的分布函数与热力学性质之间的关系。给出了分布函数的可用近似。给出了直接关联函数、直接关联函数积分的定义及其与涨落积分的关系。
2018-11-18 cond-mat.stat-mech
Experimental assessment of entropy production in a continuously measured mechanical resonator
通过测量获得的关于量子过程的信息在确定其非平衡热力学性质中起着至关重要的作用。我们报告了连续监测介观量子系统的随机熵产生率的实验推论。我们考虑一个光学机械系统进行连续位移高斯测量,并在其随机动力学的系统,采用相空间描述的维格纳熵的各个轨迹的熵产生率。由于我们的实验的特定制度,我们能够挑选出的信息的熵产生所产生的条件状态的测量结果的贡献。我们的实验体现了在介观量子尺度上的基本热力学过程的全面控制的演示迈出了重要的一步。
2020-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Nonequilibrium and Entropy creation
与相应的经典系统的情况形成鲜明对比的是,还没有理解如何定义一个力学量与熵产生率的解释有限量子系统的非平衡定态有限恒温器。这个问题的某些方面在这里讨论的情况下,确定熵产生率作为一个机械观测可能是可能的。v.2:更正第2节最后一段
2007-03-14 cond-mat.stat-mech
Relationship between Entropy and Diffusion: A statistical mechanical derivation of Rosenfeld expression for a rugged energy landscape
在许多系统中,扩散(动力学的量度)和熵(系统中无序的量度)被发现是密切相关的,并且这种相关性通常是强非线性的。通过研究一个点布朗粒子在一个凹凸不平的模型势能面上的扩散,我们探索了这种复杂依赖关系的起源。如果我们假设粗糙度具有高斯分布,那么对于这个模型,可以精确地获得任何维度的超额熵。通过使用平均首次通过时间(MFPT)的表达式,我们提出了一个著名的和良好的测试罗森菲尔德之间的扩散和过剩熵的标度关系的统计力学推导。在预期罗森菲尔德扩散熵标度(RDES)关系可能继续有效,在更高的维度(平均首次通过时间的方法是不可用的),我们进行了有效的介质近似(EMA)为基础的分析的有效过渡率,因此有效的扩散系数。我们表明,EMA表达式可以用来推导RDES标度关系的任何维度高于单位。然而,RDES的能源景观值之间的空间相关性的存在下,打破。
2015-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tentative statistical interpretation of non-equilibrium entropy
我们提出了一定的统计解释熵产生的驱动热力学过程。半不可逆熵的指数函数重新加权的标准奥恩斯坦-乌伦贝克型热力学涨落的概率。(We添加一个标准波动定理的证明,它代表了一个更自然的解释。
2003-02-26 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.gen-ph
Lattice Gauge Theory and Wilson-Loop Confinement: A Statistical-Mechanical Survey
综述探讨格点规范理论中威尔逊环束缚的统计力学基础,包括束缚机制、面积定律、有限温度和连续极限诊断及数学性质。
2026-07-07 cond-mat.stat-mech
Memory and Kovacs effects in the parking-lot model: an approximate statistical-mechanical treatment
停车场模型提供了一个定性的描述颗粒压实现象的主要特点。我们在这里推导出这个模型的近似动力学方程,方程是基于一个$2-$参数推广的物理力学形式主义首先提出的爱德华兹和同事。我们表明,历史依赖的影响,如记忆和Kovacs效应,捕获这种方法。
2003-10-30 cond-mat.stat-mech
Entropy-generated power and its efficiency
我们提出了一个简单的模型,电机产生的机械运动,利用熵力所产生的拓扑结构的相空间。我们表明,在我们的系统中产生的机械力是令人惊讶的强大的动力学和拓扑参数的局部变化。此外,我们发现,在最大功率的效率可能会出现不连续性。
2013-05-07 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanical derivation of the second law of thermodynamics
在宏观(量子或经典)哈密顿系统中,我们证明了热力学第二定律的最小功原理和熵增加定律的形式下,假设初始状态由一般平衡分布描述。因此,一旦我们接受了平衡统计力学,第二定律就是逻辑上的必然。
2000-12-19 cond-mat.stat-mech
Statistical-mechanical formulation of Lyapunov exponents
我们展示了如何李雅普诺夫指数的动态系统可以在一般情况下表示的自由能(非厄米)量子多体问题。这使他们的研究成为一个统计力学的问题,因此可以借用统计力学的直观概念和近似技术。
2002-10-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Statistical mechanical theory of liquid water
Stony Brook University(石溪大学);Laufer Center for Physical and Quantitative Biology, Stony Brook University(石溪大学劳弗物理与定量生物学中心)
本文提出Cage Water统计物理模型,通过三种键合状态(范德华、成对氢键和多体协同笼状氢键)解释水的热物理异常,包括液-液过冷转变。
2025-05-10 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Nonequilibrium Entropy
我们考虑一个孤立系在任意状态,并提供了一个一般的配方使用第一原理的添加剂和非负的统计量,重现平衡热力学熵的孤立系。我们进一步表明,统计量代表非平衡态热力学熵时,后者是一个非平衡态变量的态函数,见正文。我们考虑一个孤立的1-D理想气体,并确定其非平衡统计熵作为一个功能的盒子大小的气体自由膨胀等能,并比较它与平衡热力学熵S_{0eq}。我们发现,统计熵小于S_{0eq}按照第二定律,如预期的那样。为了理解统计熵与经典连续介质模型的热力学熵(已知在某些条件下为负)的区别,我们计算了一维晶格模型的统计熵,发现它可以通过使晶格间距δ趋于零而与连续介质一维Tonks气体的热力学熵相关,但前提是后者与状态无关。我们讨论了我们的熵的半经典近似,并表明,标准量S_{f}(t)在玻尔兹曼的H-定理不直接对应于统计熵。
2013-04-17 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Statistical Mechanical Foundations for Systems with Nonexponential Distributions
传统上,对Gibbsian统计力学中的指数正则分布给出了至少四种不同的理论证明:最速下降法、计数法、基于中心极限定理的Khinchin方法和Jaynes最大熵原理。同样无处不在的幂律正则分布被证明是适当地采用这些配方给予类似的理由。
2000-03-30 cond-mat.stat-mech
Information Theoretical Approach to Control of Quantum Mechanical Systems
从量子信息理论出发,讨论了量子力学系统可控性的基本限制。结果表明,反馈控制器从量子系统中提取的熵减少量的上界是开环控制中熵减少量与量子系统和控制器之间的互信息之和.这个上限为任何量子控制器的性能设定了一个基本限制,这些量子控制器的设计是基于获得低熵态的可能性。文中还讨论了这种方法在量子纠错中的应用。
2004-09-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermal and mechanical equilibrium among weakly interacting systems in generalized thermostatistics framework
我们考虑两个统计独立的系统描述的相同的熵属于两个参数家庭的Sharma-Mittal。假设系统之间存在弱相互作用,允许以这种方式进行热量和功的交换,我们在熵表示和能量表示中分析了向平衡态的演化。热力学演化受系统温度和压力两个标量控制。分析了两种表象下平衡态的热力学稳定性条件。重点讨论了它们与熵的凸性条件和能量的凸性条件的关系。
2006-02-27 cond-mat.stat-mech
Entropy, Maximum Entropy Priciple and quantum statistical information for various random matrix ensembles
量子统计哈密顿量的随机矩阵系综(RME),如高斯随机矩阵系综(GRME)和吉尼布尔随机矩阵系综(Ginibre RME),在文献中被应用于以下量子统计系统:分子系统,核系统,无序材料,随机伊辛自旋系统和二维电子系统(Wigner-Dyson静电类比)。定义并计算了量子混沌的测度和关于量子系统本征值的量子可积性。量子统计信息泛函被定义为负熵(熵或负熵的相反)。熵是负信息(与信息或负信息相反)。从最大熵原理出发,导出了随机矩阵系综的分布函数。
2003-07-28 cond-mat.stat-mech
q-deformed statistical-mechanical structure in the dynamics of the Feigenbaum attractor
我们表明,与Feigenbaum吸引子相关的动力学的两个互补部分,内部和朝向吸引子,一起形成q -变形的几何力学结构。一个依赖于时间的配分函数通过对吸引子的相邻位置之间的距离求和而产生,它导致了一个q熵,它测量了在给定时间内仍然远离吸引子(和排斥子)的集合轨迹的分数。的q指数的值是由吸引子的通用常数,而热力学框架是密切相关的,首先开发的多重分形。
2007-10-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Parameters of the Menzerath-Altmann law: Statistical mechanical interpretation as applied to a linguistic organization
由曼泽拉斯-阿尔特曼(MA)定律决定的分布行为经常出现在各种结构层次的语言和自然组织中。这个经验法则的数学形式包括三个拟合参数,其值往往是难以捉摸的,特别是在组织间的研究。为了解释这些参数,更好地理解这样的分布行为,我们提出了一个统计力学方法的基础上的类比之间的经典粒子的统计力学组织和文本组织中的不同单词的数量。通过这种推导,我们实现了MA模型的变换(广义)形式,称为统计力学Menzerath-Altmann(SMMA)模型。这种新的转换模型由四个参数组成,其中一个是结构相关的输入参数,其中三个是自由拟合参数。使用两个文本语料库中的不同单词数据集,我们验证了SMMA模型描述了与MA模型相同的分布。我们建议SMMA模型的附加结构相关参数将三个拟合参数转换为结构无关参数。此外,SMMA模型的参数与相应的物理解释相关联,该物理解释可以导致组织的热力学性质的表征。我们还建议,许多组织呈现MA法律行为,无论是语言或不,可以检查SMMA分布模型通过适当定义的结构简并参数和能量关联状态。
2013-07-26 cond-mat.stat-mech physics.data-an stat.ME
Statistical mechanical analysis of the linear vector channel in digital communication
提出了一种分析大系统线性矢量信道模型的统计力学框架。该框架是一个概括的码分多址系统在欧洲物理学。Lett. 76(2006)1193,并且能够分析其中信道传输矩阵的元素在统计上彼此相关的系统。所提出的方案的意义是通过评估现有的多输入多输出通信系统模型的性能。
2007-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cs.IT
Quantum statistical information, entropy, Maximum Entropy Principle in various quantum random matrix ensembles
量子统计哈密顿算子的随机矩阵系综(RME),{ \em例如}高斯随机矩阵系综(GRME)和吉尼布尔随机矩阵系综(Ginibre RME),在以下量子统计系统的研究中发现了文献中的应用:分子系统,核系统,无序材料,随机伊辛自旋系统,量子混沌系统和二维电子系统(Wigner-Dyson静电类比)。定义并计算了量子混沌的测度和关于量子系统本征值的量子可积性。量子统计信息泛函被定义为负熵(熵或负熵的相反)。熵是负信息(与信息或负信息相反)。从最大熵原理出发,导出了随机矩阵系综的分布函数。
2003-08-08 cond-mat.stat-mech
Maximum entropy principle and quantum statistical information functional in random matrix ensembles
量子统计哈密顿算符的随机矩阵系综(RME),如高斯随机矩阵系综(GRME)和Ginibre随机矩阵系综(Ginibre RME),被应用于以下量子统计系统:核系统、分子系统和二维电子系统(Wigner-Dyson静电类比)。定义并计算了量子混沌的测度和关于量子系统本征值的量子可积性。量子统计信息泛函被定义为负熵(熵或负熵的相反)。随机矩阵系综的分布函数是由最大熵原理导出的。
2004-04-29 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanical constitutive theory of polymer networks: The inextricable links between distribution, behavior, and ensemble
提出了一种将统计力学原理与宏观热力学本构理论无缝结合起来的大变形下聚合物网络力学响应的基本理论。我们的配方允许考虑任意的聚合物链的行为时,链之间的相互作用可以忽略不计。这种细致的处理突出了单链力学行为与网络中链的平衡分布之间自然发生的对应关系,以及不同单链热力学系综之间的对应关系。我们证明了这些重要的区别与可扩展的自由连接链模型。这种统计力学理论,然后扩展到连续体尺度,在那里我们利用传统的宏观本构理论,最终检索柯西应力的变形和聚合物网络统计。再次使用可扩展的自由连接链模型,我们说明了自然发生的统计对应的重要性,通过它们对网络的应力-拉伸响应的影响。我们还表明,这些差异消失时,链中的链接的数量变得足够大,并讨论为什么某些方法比其他人更好地达到这个限制之前。
2020-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dual quantum-correlation paradigms exhibit opposite statistical-mechanical properties
我们报告相反的统计力学行为的两个主要范例,其中量子相关措施的定义,即,纠缠分离范式和信息论范式。我们通过考虑低维横向量子XY自旋-1/2系统中这种量子关联测度的遍历性质来证明这一点。虽然纠缠度量在这样的模型中是遍历的,但从信息论的角度定义的量子关联度量可以是非遍历的。
2012-08-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Exponential Families and MaxEnt Calculations for Entropy Measures of Statistical Physics
对于广泛的熵测量,可以使用与Jaynes最大熵原理相关的博弈论均衡原理来轻松计算均衡。这遵循作者以前的工作,涉及到Naudts的作品,部分涉及到Abe和Bagci。
2007-10-09 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics and the duality of quantum mechanical time evolution
通过H定理,玻尔兹曼试图验证统计力学的基础。然而,它与力学的基本定律不相容,因为它的推导需要引入概率。本文在不脱离现有量子力学框架的前提下,试图对统计力学进行一个论证。我们指出,等先验概率的原则是很容易证明的对偶空间。量子态空间的对偶就是观测空间。证明了观测算子的时间演化服从玻尔兹曼方程。这一结果意味着,随着时间的推移,来自等概率的状态的差异变得不可观察。
2004-02-24 cond-mat.stat-mech
Edwards-like statistical mechanical description of the parking lot model for vibrated granular materials
我们应用统计力学方法的基础上提出的“平”爱德华兹和同事的停车场模型,模型再现振动颗粒材料的现象学的主要特征的措施。我们首先建立了平坦的措施的情况下,消失小的轻敲强度,然后推广的方法,有限的轻敲强度通过引入一个新的“的”参数,可用体积的颗粒插入,除了颗粒密度。该描述能够考虑在振动颗粒介质中观察到的各种记忆效应。虽然不准确,该方法给出了一个很好的描述停车场模型的行为,在制度的缓慢压实。
2003-07-11 cond-mat.stat-mech
Downhill versus two-state protein folding in a statistical mechanical model
作者在一个简单的统计力学模型的框架内解决了下坡蛋白质折叠的问题,该模型允许平衡的精确解和动力学的半解析处理。专注于蛋白质1BBL,一个候选的下坡折叠行为,并将其与蛋白质PIN 1的WW结构域进行比较,这是一个大小相当的双态文件夹,作者表明,这两种分子的平衡和动力学性质都存在质的差异。然而,如果1BBL是一个真正的下坡文件夹,将预期的无障碍的情况下,观察只有在足够低的温度。
2007-09-14 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Van der Waals interactions: Evaluations by use of a statistical mechanical method
本文用统计力学方法研究了一对中性原子或分子间的范德华相互作用。通常,这种相互作用是由标准量子力学微扰理论得到的。然而,后者仅限于电荷和偶极矩之间的静电相互作用。因此,对于辐射偶极-偶极相互作用,其中延迟效应对于粒子的大分离是重要的,需要其他方法,并且所产生的诱导相互作用是通常由场论获得的Casimir-Polder相互作用。然而,它也可以通过利用路径积分表示的统计力学方法来评估。在这里,我们明确地表明,通过使用统计力学方法的Casimir-波尔德和范德华相互作用的等效性,以领先的短期分离的延迟效应可以忽略不计。物理上这是众所周知的,但在我们看来,这个过渡过程的数学不是那么明显。所需的评估意味着统计机械自由能的表达,可以确定与二阶微扰理论的形式的变换。在最近的工作[Høye 2010]中,Casimir-Polder或Casimir能量已被添加作为对分子的电子云等系统的计算的校正。范德华相互作用与主导级的等价性表明,增加Casimir能量将提高计算分子能量的准确性。在这里,我们也给出了这个能量的数值估计,包括分析和估计的均匀电子气。
2011-08-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Perspective on Physical Interpretations of Rényi Entropy in Statistical Mechanics
本文探讨了统计力学中 Rényi 熵的基本性质,并基于自由能、复本、功和大偏差等概念阐释了其物理意义,以增进对其物理解释的理解。
2024-08-28 cond-mat.stat-mech
A statistical mechanical approach to restricted integer partition functions
The main aim of this paper is twofold: (1) Suggesting a statistical mechanical approach to the calculation of the generating function of restricted integer partition functions which count the number of partitions --- a way of writing an integer as a sum of other integers under certain restrictions. In this approach, the generating function of restricted integer partition functions is constructed from the canonical partition functions of various quantum gases. (2) Introducing a new type of restricted integer partition functions corresponding to general statistics which is a generalization of Ge…
2018-04-01 cond-mat.stat-mech
On the most compact regular lattice in large dimensions: A statistical mechanical approach
在本文中,我将采用统计力学的方法来计算大尺寸规则晶格的最大密度。起点将是罗杰的一些定理,这些定理在物理学家中几乎是未知的。使用他的方法可以看到,有许多相似之处(和差异)的问题计算熵的液体完美的领域。详细研究了这两个问题之间的关系。提出了一些需要进一步研究以检查其一致性的假设。
2007-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy Moments Characterization of Statistical Distributions
这封信报告两个时刻扩展的熵的分布。通过将传统的熵理解为原始分布的平均值,直到随机变量变换,传统的矩方程立即适用于熵。我们还建议一个替代家庭的熵时刻。这种熵矩扩展的歧视性的潜力示出相对于不同类型的分布,否则难以区分的传统熵。
2008-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Statistical mechanical description of liquid systems in electric field
在$\mathbf{E}$系综中,我们用统计力学的方法描述了在电场中的可极化和极性液体体系,它是热力学描述中的常数势下的自由能的附属物.电场对$\mathbf{E}$系综中组态积分$\tilde{Q}_{N}(\mathbf{E})$的贡献作为$\tilde{Q}_{N}(\mathbf{E})$的被积函数中的因子以精确形式给出。我们计算了电场对$\mathbf{E}$系综中散射函数的Ornstein-Zernike公式的贡献。作为一个应用,我们确定了场诱导的临界温度的移动的极化和极性液体,并表明,移动是向上的极化液体和向下的极性液体。
2009-02-25 cond-mat.stat-mech
Epitaxial Growth of Thin Films -- a Statistical Mechanical Model
发展了一个理论框架来描述外延薄膜,特别是蓝宝石上的铌的结构上的实验。我们将动力学标度的假设从传统的应用扩展到简单表面,应用到薄膜的结构。然后,我们提出了一个唯象的连续理论,提供了一个很好的描述所观察到的散射和测量的指数。最后将实验结果与理论结果进行了比较。
2002-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Communication near the channel capacity with an absence of compression: Statistical Mechanical Approach
香农理论的推广,包括消息与给定的自相关性。信道容量的解析计算基于一维有效哈密顿量的传递矩阵法。这种统计物理和信息理论之间的桥梁导致了伽罗瓦域上的高效低密度奇偶校验码,几乎使信道容量饱和。该解码器的新思想是动态更新先验块概率,先验块概率来自于传输矩阵解和相邻块的后验概率。应用和可能的扩展进行了讨论,特别是实现的信道容量没有压缩的数据的可能性。
2003-01-01 cond-mat.stat-mech
Comment on "Mechanical analog of temperature for the description of force distribution in static granular packings"
Ngan [Phys.Rev.E68,011301(2003)]已经提出,颗粒接触力分布可以通过最小化热力学自由能的模拟来解析地导出,在这种情况下,热力学自由能由存储在压缩接触中的总势能减去由参数加权的特定形式的熵组成。该参数被识别为机械温度。我认为,特定形式的熵不能是正确的,因此,所提出的方法产生越来越多的错误的结果,增加粮食刚度。Ngan发表的结果以及其他数值模拟和实验都证明了这一趋势。
2004-07-27 cond-mat.stat-mech
Generalized Entropy approach to far-from-equilibrium statistical mechanics
基于广义熵的概念,提出了一种研究远离平衡态统计力学的新方法,广义熵是Onsager-Machlup泛函的微观推广。在可以选择一组慢(绝热)变量的情况下,我们的形式给出了宏观演化律的一般形式(广义朗之万方程),并推广了涨落耗散定理。它也提供了一个简单的理解最近发现的波动定理
2000-05-11 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanical Interpretation of 2D Pauli Crystals
当费米子在很低的温度下被囚禁在二维谐振子阱的基态中时,观察到泡利不相容原理的一种表现。费米子的这种非相互作用导致泡利晶体的形成。这项工作介绍了一个统计力学解释的原则,导致泡利晶体的观察,通过计算的能量,半径和其他参数的非相互作用的安排超冷费米子。该模型从费米子简并和谐振子处理两个不同的方向来处理这个问题。统一这两种不同的方法给出了一个更全面和强大的泡利晶体的各种参数的描述。
2022-03-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Equivalence of Statistical Mechanical Ensembles for Non-Critical Quantum Systems
我们考虑的问题,是否正则和微正则系综是局部等价的短程量子哈密顿量的$N$自旋排列在$d$维晶格。对于任何温度下的系统有一个有限的相关长度,我们证明了正则和微正则状态是近似相等的区域包含多达$O(N^{1/(d+1)})$自旋。证明依赖于量子晶格系统的Berry-Esseen定理的变体和量子信息理论的思想。
2015-02-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Definitions and Evolutions of Statistical Entropy for Hamiltonian Systems
尽管经过了一个多世纪的研究和争论,热力学第二定律的统计起源仍然是一个谜。一个基本的障碍是缺乏一个适当的理论形式主义的非平衡熵。在这里,我回顾了玻尔兹曼和吉布斯关于非平衡统计熵的开创性思想,并将它们综合成一个连贯而精确的框架。在此框架下,阐明了熵的拟人性原理,并分析了经典哈密顿系统在不同实验条件下熵的演化。我们发现玻尔兹曼熵的演化服从一个随机H定理,它把玻尔兹曼熵增加和减少的概率联系起来。相比之下,如果微观动力学是局部混合的,并且初始状态是玻尔兹曼态,则粗粒度吉布斯熵单调增加。这些结果澄清了经典系统热力学第二定律的确切含义,并表明它是作为玻尔兹曼状态的初始条件,最终负责时间箭头。
2017-10-17 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanical Treatments of Protein Amyloid Formation
蛋白质聚集是一个重要的研究领域,因为它与神经退行性疾病的问题,生物材料的发展,以及细胞结构如细胞骨架的生长密切相关。例如,淀粉样蛋白的自聚集是一个复杂的过程,涉及许多种类和结构水平。然而,这种复杂性可以使用统计机械工具来处理,例如自由能,配分函数和传递矩阵。在这篇文章中,我们回顾了一般的策略,研究蛋白质聚集使用统计力学方法,并表明,典型和巨正则系综可以用于这种方法。巨正则方法特别方便,因为可以同时考虑组装和分解的竞争途径。使用统计力学的另一个优点是,可以获得原纤维的所有热力学性质的数值精确解,例如形成的原纤维的量,作为初始蛋白质浓度的函数。此外,统计力学模型可用于拟合实验数据时,他们可用于比较。
2013-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Statistical mechanical foundation of Weber-Fechner laws
尽管知觉和刺激之间的现象学关系已经牢固地建立起来,但在相关模型或统计物理学方面,韦伯和费希纳定律的理论论据在很大程度上缺失。我们提出了这样一个讨论的非平衡系统的响应理论,其中诱导位移或电流,这代表了感知的刺激,关键取决于时间对称反应性的变化。定态非平衡态确实可以通过改变动力学活动而产生额外的电流。论证的最后一步是理解额外的动力学活动如何对实际刺激进行数学编码。
2020-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
On the relation between thermodynamical and statistical entropy: The origin of the N!
本文从Clausius热力学熵推导Boltzmann统计熵,揭示了统计熵分母中N!因子源于量子基态边界条件的同一性而非粒子不可区分性,并建立了热力学与统计熵的直接联系。
2023-05-22 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanical expressions of slip length
从微观动力学和线性化波动流体力学的角度,给出了部分滑移边界条件的一般推导。推导是基于微观行为(如粒子碰撞)和宏观行为(如流体松弛到全局平衡)之间尺度分离的假设。推导出滑移长度的统计力学表达式,并将其分为两类。第一种类型的表达式是局部输运系数,它与描述流体松弛过程的线性响应理论有关。第二种类型与描述非平衡稳态的线性响应理论有关,并且滑移长度作为全局输运系数的组合给出,全局输运系数取决于宏观长度,例如系统尺寸。我们的推导阐明,为了区分属于两种类型的表达式,必须认真考虑尺度的分离。基于这些线性响应理论,我们组织了以前的研究中提出的滑移长度的统计力学表达式之间的关系。
2019-03-27 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Statistical mechanical models for quantum codes with correlated noise
我们给一个广泛的概括的映射,最初是由于丹尼斯,Kitaev,Landahl和Preskill,从量子纠错码统计力学模型。我们展示了如何映射可以扩展到任意稳定器或子系统代码相关的泡利噪声模型,包括模型的容错性。该映射将量子码的纠错阈值连接到统计力学模型中的相变。因此,可以应用用于发现相变的任何现有方法,例如蒙特卡罗模拟,来近似任何这样的码的阈值,而不必执行最佳解码。通过示例,我们数值地研究了轻度相关比特翻转噪声下的表面码的阈值,示出了具有聚束相关性的噪声导致阈值从其已知的iid值$p_{\text{iid}}=10.917(3)\%$下降到$p_{\textrm{corr}}=10.04(6)\%$。补充这一点,我们表明,映射还允许我们利用任何算法,可以计算/近似配分函数的经典统计力学模型进行最佳/近似最佳解码。具体来说,对于受局部相关噪声影响的二维码,我们给出了一种基于线性时间张量网络的近似最优解码算法,该算法扩展了Bravyi,Suchara和Vargo的MPS解码器。
2019-03-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
A statistical-mechanical explanation of dark matter halo properties
宇宙学N体模拟揭示了许多暗物质晕的经验关系,但这些晕性质的物理起源仍然不清楚。另一方面,建立自引力系统的统计力学的尝试遇到了许多形式上的困难,近50年来进展甚微。这项工作的目的是加强的有效性,我们已经提出了先前解释的暗物质晕属性的物理力学方法。通过引入有效压力代替径向压力来构造比熵,我们使用熵原理并以与先前类似的方式进行以获得熵定常方程。从这个熵定态方程出发,导出了平衡态暗晕的状态方程,利用它可以得到有限质量的暗晕密度分布。我们还导出了各向异性参数和赝相空间密度分布。所有这些预测都与暗晕外部区域的数值模拟结果吻合得很好。我们的工作提供了进一步的支持的想法,自引力系统的统计力学是一个可行的工具进行调查。
2011-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
On Statistical Properties of Jizba-Arimitsu Hybrid Entropy
Jizba-Arimitsu熵(也称为混合熵)结合了雷尼熵和Tsallis熵的公理。它与它们有许多共同的性质,另一方面,某些方面,例如,MaxEnt分布与前两种熵完全不同。本文讨论了混合熵的统计性质,包括连续分布的混合熵的定义,它与离散分布的混合熵的关系,以及一些已知分布的混合熵的计算。此外,还讨论了混合发散的定义及其与Fisher度量的关系.有趣的是,连续混合熵和混合发散的主要性质与基于Rényi和Tsallis熵的度量完全不同。这促使我们引入平均混合熵,它可以理解为Tsallis熵和Rényi熵之间的平均值。
2016-11-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Statistical Mechanics and Categorical Entropy
本文通过构造格点模型和规范格点框架,统一了量子格点的冯·诺依曼熵与饱和A-infinity-范畴的范畴熵,并给出范畴熵代数性猜想的一个充分条件,揭示了两者间的深层结构联系。
2025-05-24 cond-mat.stat-mech math.CT
Statistical Mechanical Calculation of Anisotropic Step Stiffness of a Two-Dimensional Hexagonal Lattice Gas Model with Next-Nearest-Neighbor Interactions: Application to Si(111) Surface
本文研究了交错场中具有最近邻和次最近邻相互作用的二维蜂窝状格子气模型。我们计算各向异性的步骤张力,步骤刚度,和平衡岛的形状,通过扩展的随机游走方法。我们将结果应用于Si(111)7 $\times$ 7重构表面和高温Si(111)1 $\times$ 1表面。计算了步间相互作用系数。
1999-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A statistical-mechanical view on source coding: physical compression and data compression
我们在无记忆信息源的有损数据压缩(源编码)的经典信息理论问题与连接粒子链的特定模型的统计力学行为(例如,聚合物)受到收缩力的作用。与这种收缩有关的自由能差与模拟数据压缩模型中的率失真函数成比例,并且收缩力与该函数的导数成比例。除了这个类比本身可能很有趣的事实之外,它还可以提供关于有损数据压缩的最佳方案的行为的物理观点(也许还可以提供关于某些物理系统模型的信息论观点)。此外,它触发的有损压缩性能的系统与内存的推导,使用分析工具和统计力学的见解。
2010-11-15 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Multicanonical entropy like-solution of statistical temperature weighted histogram analysis method (ST-WHAM)
本文提出了一种利用逆统计温度$β_S$的估计计算微正则熵$S_{micro}(E)$的多正则更新关系。这个逆温度是从最近提出的统计温度加权直方图分析方法(ST-WHAM)。ST-WHAM的性能有关的计算$S_{micro}(E)$从典型的措施,在一个模型中具有较强的自由能障碍,也讨论了比较的基础上,与multicanonical模拟估计。
2011-09-27 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
A statistical mechanical study of mechanical dual molecular braiding
这是一个档案文件;工作包含理论发展,用于新的出版物,并刺激进一步发展。在这里,我们开发了一个统计力学处理的编织物形成的两个分子受到外部拉力和施加的时刻在编织物的一端。这里所考虑的辫状物是在没有热涨落时其轴是直的。首先,描述了涨落辫的几何和拓扑结构,建立了包含两分子间广义相互作用势的能量泛函。为了获得自由能的表达式,我们使用变分近似两种情况。在一种情况下,相互作用势被认为是弱的,两个分子之间的空间相互作用决定了编织半径波动的均方振幅。在第二种情况下,其中的相互作用是强的,均方振幅自洽计算和分子间相互作用的影响上的两个分子在编织的扭曲被认为是。在最后一种情况下,考虑两个具体的例子。第一种是两个均匀带电的杆,具有排斥平均场静电相互作用,以及较短范围的吸引力分量。该第二分量可以对相关力进行建模。第二个例子包括在由两个DNA分子形成的编织物中可能的螺旋特定力。
2014-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantum statistical mechanical gauge invariance
Universität Bayreuth(拜罗伊特大学)
本文通过引入反自伴的量子平移超算符,建立了量子多体系统统计力学中的规范不变性框架,导出了精确的平衡求和规则,并论证了该框架可自然推广至非平衡态及与量子超密度泛函理论的紧密结合。
2026-07-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph