Synchronization and collective motion of globally coupled Brownian particles
在这项工作中，我们研究了一个系统的被动布朗（非自推进）粒子在两个维度上，相互作用只通过一个类似社会的力量（在这种情况下的速度对齐），类似于仓本的相位振荡器之间的耦合。我们表明，运动学的系统的静止状态从一个阶段，在热平衡没有净流量的粒子，远离平衡阶段表现出集体运动，通过增加粒子之间的耦合。导致平衡相不稳定性的机制依赖于两个时间尺度之间的竞争，即，布朗粒子在热浴中的平均碰撞时间和粒子沿着组的运动方向定向其运动方向所需的时间。
2014-10-14 cond-mat.stat-mech
Collective dynamics of active Brownian particles in three spatial dimensions: a predictive field theory
本文研究了三维空间中通过对势相互作用的球形活性布朗粒子的非平衡动力学。调查是基于预测的本地场论，是由一个严格的粗粒化从过阻尼朗之万动力学的粒子。这种场论是高度精确的，甚至适用于最高级的活动。它包括构型的序参量和无穷阶导数。我们还提出了三个有限约化模型，结果从一般场论通过适当的近似，更容易应用。此外，我们使用一般的场论和最简单的一个简化模型推导出的密度依赖的平均游动速度和相应的运动诱导相分离的粒子，分别发病的spinodal的解析表达式。这两个结果显示出良好的协议与文献中描述的最近的研究结果。对旋节线的分析结果也预测了其位置以前还没有确定的相关临界点。
2020-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Decoherence of a dissipative Brownian charged magneto-anharmonic oscillator: an information theoretic approach
本研究采用微扰技术求解磁场中各向异性非简谐振荡器的退相干问题，推导弱耦合下非马尔可夫主方程，发现非简谐性参数α增强退相干且信息回流，提出冷离子实验方案，对量子技术领域有参考价值。
2025-10-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Array-induced collective transport in the Brownian motion of coupled nonlinear oscillator systems
研究了周期性衬底势作用下的简谐耦合粒子阵列在外加偏压驱动下的布朗运动。在线性响应极限（小偏压）下，粒子间的耦合可能会增强扩散过程，这取决于谐波链与衬底电势之间的竞争。在单粒子情况下，还得到了扩散速率的解析公式。在非线性响应区域，运动的扭折可能与其辐射的声子波锁相，因此链的迁移率可能随着外力的增加而减小。
1998-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Collective effects in confined Active Brownian Particles
我们研究了一个二维系统的活性粒子局限于一个狭窄的环形域。尽管没有明确的速度或不同粒子的作用力之间的相互作用，该系统显示从无序和粘滞状态的全局集体运动的有序状态，其中粒子持续顺时针或逆时针旋转的过渡。我们通过引入一个合适的序参量来描述这种行为，即速度极化，测量粒子的速度沿环的切向的全局排列。我们还测量了空间速度关联函数及其关联长度来表征这两种状态。在旋转阶段，速度相关性显示的代数衰减，分析预测连同其相关长度，而在卡住制度的速度相关性指数衰减的相关长度，随着持续时间的增加。在第一种情况下，相关性（特别是其相关长度）不取决于主动力，而仅取决于系统尺寸。当环的尺寸变得无限大时，由有限尺寸、周期性和持续的作用力之间的相互作用引起的全局集体运动消失了，这表明这种现象并不对应于通常热力学意义上的相变。
2021-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Quantum Description of Brownian Motion and the RC Circuit
本文用全哈密顿量导出了描述自由粒子与线性耗散介质相互作用的约化密度矩阵的方程，而不需要借助于任何人工模型。主方程也得到了耗散介质。该理论抹去了水库的概念。结果表明，与介质的动力学相互作用并不完全由摩擦常数（或相应的涨落耗散关系）决定。出乎意料的是，通过密度-密度相关性，纵向介电函数显示出发挥关键作用。
2001-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Granular Brownian Motor
一个不对称的物体，与周围的粒子发生耗散碰撞，获得非零的平均速度。后者是由玻尔兹曼方程的扩展分析计算，并与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。
2006-11-10 cond-mat.stat-mech
Dissipative dynamics of a Harmonic Oscillator : A non-perturbative approach
本文从微观理论出发，导出了谐振子与一组无相互作用振子耦合的主方程。我们遵循一个非微扰的方法，提出了我们以前的自由布朗粒子。的扩散常数进行了计算分析和积极的主方程被示出以上的临界温度举行。我们比较的平均动能和势能与已知的热力学结果的长时间行为。在系统谐振子频率消失的极限下，恢复了自由布朗粒子的结果。
2009-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic Gyration with Dissipative Coupling
研究微观旋转器在耗散耦合下的旋转机制，证明布朗椭球体和颗粒手性椭球体可通过固有耗散耦合与各向异性涨落实现旋转，科里奥利力主导颗粒尺度旋转频率，揭示其作为微型自主机器的潜力。
2023-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reduced description method in the kinetic theory of Brownian motion with active fluctuations
我们发展了一种微观方法的动力学理论的多粒子系统的耗散和潜在的相互作用存在的积极波动。该方法是基于推广的Bogolyubov-Peletminsky减少描述方法适用于许多活性粒子的系统。它示出的微观方法开发允许构建的二维和三维系统的活性粒子在存在非线性摩擦（耗散相互作用）和外部随机场与活性波动的动力学理论。在粒子间存在弱相互作用（势和耗散）和低强度活性涨落的情况下，得到了这些系统的动力学方程。我们证明了特定的情况下，推导出的动力学方程的解决方案，在文献中已知的结果相匹配。它示出的显示器的头-尾不对称性和自我推进，即使在线性摩擦的情况下，是一个后果的局部性质的积极波动。
2016-12-11 cond-mat.stat-mech
Derivation of the Boltzmann Equation for Financial Brownian Motion: Direct Observation of the Collective Motion of High-Frequency Traders
通过直接观察外汇市场高频交易者的动态行为，建立了金融布朗运动的微观模型。此外，一个平行于分子动力学理论的理论框架，发展了系统的描述金融市场的微观动力学的高频交易。我们首先报告了一个微观的经验法则的交易者的趋势跟踪行为，通过跟踪所有个人的轨迹，量化的集体运动的高频交易，但没有被捕获在传统的订单簿模型。接下来，我们介绍了相应的微观模型的HFTS和平行的分子动力学理论的理论解：玻尔兹曼和Langevin类方程推导出的微观动力学通过Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon系列。我们的模型是第一个微观模型，已被直接验证，通过数据分析的微观动力学，表现出定量协议与介观和宏观的实证结果。
2018-03-30 cond-mat.stat-mech q-fin.TR
Exceptional Spectral Phase in a Dissipative Collective Spin Model
我们研究了一个量子集体自旋弱耦合到自旋极化马尔可夫环境的模型，发现光谱被分成两个区域，我们命名为正常和例外Liouvillian光谱阶段。在热力学极限下，异常光谱相位显示出完全由二阶异常点组成的独特性质。因此，填充该区域的任何初始密度矩阵的演化减慢，并且不能用指数衰减的线性组合来描述。该相与正常相被一条临界线隔开，在该临界线上，刘维本征值的密度发散，这种现象类似于在某些封闭量子系统中观察到的激发态量子相变。在无电解质极化的极限下，这种临界性转移到稳态，意味着耗散量子相变和边界时间晶体的形成。
2022-06-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fundamental Aspects of Quantum Brownian Motion
通过这项工作，我们阐述了在热平衡和静态非平衡量子噪声的物理。从著名的量子涨落-耗散定理出发，我们讨论了在热平衡中开放的耗散量子系统必须成立的一些重要结果。量子耗散的问题与阻尼谐振子的基本问题的例子。量子涨落的作用进行了讨论的背景下，非线性广义量子朗之万方程和路径积分的方法。我们讨论了开放耗散量子动力学的时间反演对称性的后果，并指出了一系列的微妙之处和可能的陷阱。将路径积分方法应用于量子布朗噪声辅助下的亚稳态衰变。
2004-12-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Modelling Collective Opinion Formation by Means of Active Brownian Particles
主动布朗粒子的概念被用来模拟集体意见形成过程。假设社区中的个体创造了一个双成分的交流场，影响其他人的意见的变化和/或可以诱导他们的迁移。通信场由反应扩散方程描述，个体的意见变化由主方程描述，迁移由通信场耦合的朗之万方程组描述。在平均场的限制举行快速通信，我们得出一个临界人口规模，超过该社区分为多数和少数意见相反。外部支持（例如来自大众媒体的支持）的存在改变了少数人与多数人之间的比例，直到超过临界外部支持，被支持的亚群体始终作为多数人存在。空间效应导致两个临界"社会“温度，在这两个温度之间，社区处于亚稳态，因此低于某个临界波数的波动可能导致空间意见分离。亚稳态的范围特别地由表征对通信场的个体响应的参数确定。在我们的讨论中，我们将物理系统中的相变进行类比。
2000-02-08 adap-org cond-mat.stat-mech nlin.AO
Statistical physics of flux-carrying Brownian particles
陈-西蒙斯规范场理论为深入理解二维凝聚态中的许多新现象提供了一个自然的框架。在阿贝尔拓扑规范作用量和线性布朗运动动力学同等条件下，研究了（二维）耗散谐振子的非平衡热力学性质.我们发现该粒子在量子域中表现出显著的类磁特征，这超出了著名的朗道抗磁性：这可以被视为电荷和类磁通量的复合激发的非相对论布朗对应物。有趣的是，在足够高的温度下，这种带通量的布朗粒子的性质与经典的统计力学符合得很好，并且在所研究的耗散情形下与热力学第三定律也基本一致.我们的研究结果还表明，它的基态可能远非平凡，即它伪造了一个看似简并的状态。
2019-10-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Relativistic quantum Brownian motion
提出了一个融合相对论、量子力学和热力学的Wigner-Klein-Kramers方程。将Breit-Fermi哈密顿量应用于耗散的Madelung流体动力学，研究了相对论效应对量子布朗运动的影响.本文导出了一个新的热量子Smoluchowski方程，它考虑了玻姆量子势的相对论修正。
2013-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Brownian motion in ratchet potentials: duality relation and its consequences
利用对偶关系研究了棘轮势中的量子布朗运动。这种关系将存在耗散的倾斜棘轮势中的长期动力学与驱动耗散紧束缚模型中的长期动力学联系起来。应用到量子棘轮产生一个简单的表达式的棘轮电流在紧束缚系统的跃迁速率。
2005-11-18 cond-mat.stat-mech
Spontaneous collective transport in a heat--bath
本文研究对称性破缺二聚体多体结构如何通过相互作用限制旋转自由度，从热涨落中自发产生高维集体布朗输运，并指出其对分子结构转变和蛋白质折叠的意义。
2023-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hunting active Brownian particles: Learning optimal behavior
我们数值研究了活跃的布朗粒子，可以通过一小部分的行动（切换他们的运动和转向左或右相对于一些方向），这是最近的实验与胶体自推进Janus粒子的动机，以响应环境的线索。我们采用强化学习来找到粒子状态和这些动作之间的最佳映射。具体来说，我们首先考虑一个捕食者-猎物的情况下，猎物粒子试图避免捕食者。作为奖励的平方距离的捕食者，我们讨论了三个状态动作集的优点，并表明，远离捕食者是最成功的策略。然后，我们删除的捕食者和雇用集体奖励的信号分子渗出的所有粒子的局部浓度，并表明，对齐的浓度梯度导致趋化崩溃成一个单一的集群。我们的结果为获得活性物质中的局域相互作用规则和设计集体态提供了一条很有前途的途径。
2021-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical renormalization group approach to the collective behaviour of swarms
我们研究了一个非耗散耦合模型的临界行为，旨在描述自然群体的集体行为，使用动力学重整化群。在一个循环中，我们发现一个保守的但不稳定的不动点之间的交叉，其特征在于一个动力学临界指数$z=d/2$，和一个耗散稳定的不动点与$z=2$，我们通过数值模拟确认的结果。交叉是由一个保守的长度尺度，是越大越小的有效摩擦，使在有限大小的生物系统与低耗散，动力学是由保守的不动点。在三维中，该机制给出了$z=3/2$，该值比在完全耗散模型中发现的值$z\approx 2$更接近实验结果$z\approx 1$，无论是在平衡态还是非平衡态。这一结果表明，非耗散动力学耦合是必要的，以发展一个理论的自然群完全符合实验
2019-05-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.QM
Stochastic model for the dynamics of interacting Brownian particles
利用介观非平衡态热力学方法，构造了相互作用布朗粒子系统的单粒子和双粒子Fokker-Planck方程。利用这些方程，我们导出了相应的平衡方程。我们得到的热通量和压力张量，使一个描述的动能和势能交换的粒子与热浴的表达式。通过动量平衡，我们分析特别是扩散制度，以获得集体扩散系数的流体动力学和有效力作用在布朗粒子。
2001-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian motion of a matter-wave bright soliton: realizing a quantum pollen grain
采用开放量子系统的方法，我们导出了一个物质波亮孤子运动的集体运动方程。储层相互作用涉及孤子和热云之间的能量传递而没有粒子传递，从而阻尼孤子运动而不改变其对崩溃的稳定性。我们推导出一个朗之万方程的孤子中心的质量速度的形式与分析漂移和扩散系数的Ornstein-Uhlenbeck过程。这种集体运动证实了全随机投影Gross-Pitaevskii方程的物质波场的模拟。该系统提供了一个实验观察难以捉摸的能量阻尼水库相互作用的途径，并明确实现集体布朗运动的介观超流液滴。
2016-04-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Crossover from the discontinuous to continuous phase transitions in dissipative spin system with collective decay
本文研究具有集体耗散的全连接横向场伊辛模型的稳态相变，通过平均场近似和有限尺寸分析揭示从不连续到连续的相变渡越机制及双稳态行为。
2023-08-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlinear Dynamics of Active Brownian Particles
我们考虑有限系统的相互作用的布朗粒子，包括主动摩擦的非线性动力学和统计/随机理论的框架。首先，我们研究了嵌入热浴中的Toda弹簧连接的质量$1-d$系统的统计性质。包括负摩擦，我们发现$N+1$吸引子的运动，包括一个吸引子描述耗散孤子。噪声导致确定性吸引子之间的过渡。在相互作用粒子的双动力学运动的情况下，角动量的产生和左/右旋转的对和群集。
2002-10-09 cond-mat.stat-mech
Collective behavior of independent scaled Brownian particles with renewal resetting
Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理学研究所，耶路撒冷希伯来大学）
研究N个独立粒子在随机重置下的异常扩散波动，揭示系统半径和质心的统计特性，发现半径波动属于Gumbel universality类，质心大偏离呈现异常标度行为。
2026-03-16 cond-mat.stat-mech
Quantum Brownian Motion With Large Friction
基于耗散系统的精确路径积分形式，研究了强摩擦极限下的量子布朗运动。在这个极限下，时间非定域约化动力学可以转换成一个有效的运动方程，即量子Smoluchowski方程。对于强凝聚相环境，它在弱耦合范围内起着与主方程类似的作用。化学，介观和软物质系统的应用进行了讨论，并揭示了量子涨落的实质性作用。
2005-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Analytical approach to chiral active systems: suppressed phase separation of interacting Brownian circle swimmers
通过研究具有球形布朗环的平面相互作用系统的相行为，我们考虑了主动系统中的手征性。继续在[G.- J. Liao，S. H. L. Klapp，软物质，2018，14，7873-7882]，我们导出了一个预测性的场论，它能够描述圆形游泳者的集体动力学。该理论产生了一个映射之间的圆游泳者和noncirculating活性布朗粒子，并预测粒子的角推进导致抑制其运动诱导的相分离，与以前的模拟结果一致。此外，该理论提供了相应的运动引起的相分离的发病和相关的临界点，以及它们的依赖于角推进的圆游泳者的旋节的解析表达式。我们证实了我们的研究结果的布朗动力学模拟和分析的集体动力学使用加权图论网络。理论和仿真结果之间的协议被发现是好的。
2020-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum Einstein's Brownian motion
利用维里定理和均分定理研究了经典环境中量子粒子的爱因斯坦布朗运动。在强耗散环境中的连续测量的效果占和经典的爱因斯坦定律的布朗运动的量子推广得到。通过推广的Madelung量子流体动力学推导出热量子Smoluchowski扩散方程。后者用于描述平衡态和稳态的量子隧穿以及金属中电子的运动，即Smoluchowski-Poisson问题。
2012-11-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Brownian motion under rapid periodic forcing
本文研究了受限量子布朗粒子在一个与空间相关的、快速振荡的时间周期力作用下的稳态行为。在驱动期间，对于主导阶，振荡力的结果是具有量子耗散贡献的有效静电势$V_{QD}$，这增加了经典结果。这是使用浴振荡器的相干态表示。$V_{QD}$是在欧姆耗散浴的情况下精确评估的。对于阻尼的中间值，它是最强的，在那里它可以有明显的效果。
2009-04-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Dissipative dynamics of an interacting spin system with collective damping
本研究针对耦合非马尔可夫浴、受位点自旋翻转Lindblad动力学作用的无限程Heisenberg模型，通过玻色化与Schwinger-Keldysh技术推导平均场解，发现Z₂对称性破缺，明确有效温度的线性依赖关系，并给出1/N阶涨落修正的物理影响。
2024-01-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental measurement of efficiency and transport coherence of a cold atom Brownian motor in optical lattices
许多不同的系统都利用将噪声矫正成定向运动或有用能量的方法。能量来源的特殊性质和这种布朗马达系统之间的概念差异使得性能的表征远非简单。在这项工作中，布朗马达由原子与耗散光晶格相互作用组成，我们采用现有的理论和实验测量的效率和运输的相干性。我们实现了高达0.3%的效率和0.01的Péclet数。
2011-01-25 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph physics.bio-ph
Phase diagrams for quantum Brownian motion models on two-dimensional Bravais lattices
研究了在耗散环境中粒子与周期势耦合的量子布朗运动模型。我们审查QBM的粒子在一维周期性的潜力和扩展的研究，为粒子在二维（2D）周期性的潜力的四个布拉维晶格类型：正方形，矩形，三角形（六边形），和中心矩形。我们进行微扰重整化群分析，推导出零温流图和相边界的粒子在这些潜力，并观察本地化行为依赖于各向异性的晶格参数。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Exploiting nonequilibrium phase transitions and strong symmetries for continuous measurement of collective observables
本文利用耗散多体系统中的强对称性与非平衡相变，提出一种通过连续监测输出信号直接推断集体自旋系统总角动量的协议，无需重复投影测量，为量子比特系综的集体性质测量提供新途径。
2024-07-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Canonical active Brownian motion
主动布朗运动是主动布朗粒子的复杂运动。它们是活跃的，因为它们可以将它们的内能转化为运动的能量，从而创造复杂的运动模式。到目前为止，主动布朗运动理论在系统的内能和动能之间施加了耦合。我们研究如何自然地进一步采取这一想法，包括耦合的势能，这最终导致了一个一般的理论规范耗散系统。对单个粒子在简谐外势中的运动进行了显式的解析和数值研究。除了固定的解决方案，我们研究非平衡动力学和各种分歧现象的存在。
2008-12-17 cond-mat.stat-mech hep-th
Classical and Quantum Brownian Motion
在经典力学框架下，导出了与固体谐振子系统耦合的任意力学子系统的广义朗之万方程。在量子Klein-Kramers方程和Smoluchowski方程中引入了一个时间作用温度算符，考虑了量子热浴振荡器的影响.对布朗辐射源模型进行了理论研究，导出了相应的概率密度演化方程。薛定谔方程是通过目标点粒子与量子力载流子的碰撞来解释的，传递了点粒子之间的基本相互作用。因此，电子和其他点粒子都不是波，量子力学的波动章节起源于力的载体。提出了一个描述量子力学点粒子类布朗运动的随机Lorentz-Langevin方程。在Bohmian力学框架下考虑布朗动力学，提出密度泛函Bohm-Langevin方程，并导出相应的Smoluchowski-Bohm方程.通过对经典Klein-Kramers方程进行适当量子化，提出了一个非线性主方程。它的平衡解在精确的正则Gibbs密度算符中，而著名的Caldeira-Leggett方程在高温下只是简单的线性化。在自由量子布朗粒子的情况下，它发现了一个新的波包传播规律，它代表了经典爱因斯坦布朗运动定律的量子推广。提出了一种新的投影算子，用于描述经典环境中运动量子粒子的波函数的坍缩。它的应用导致耗散薛定谔方程，以及在经典力学耗散刘维尔方程的新形式。
2021-05-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Cooperative Transport of Brownian Particles
我们考虑有限大小的过阻尼布朗粒子的集体运动（例如，马达蛋白）在周期电位中。我们的模型的模拟已经揭示了一些新的合作传输现象，包括（i）的净电流的方向的反转，作为粒子密度的增加和（ii）一个非常强大的和复杂的依赖性的平均速度的大小和平均距离的粒子。
1998-09-21 cond-mat.stat-mech
Sufficient condition for gapless spin-boson Lindbladians, and its connection to dissipative time-crystals
该研究提出集体自旋-玻色子等系统Lindbladian主方程无隙激发的充分条件，揭示其与耗散时间晶体形成的关联，验证了平均场半经典方法的精确性。
2023-04-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Brownian motion of a charged particle in electromagnetic fluctuations at finite temperature
涨落-耗散定理是非平衡统计力学的中心定理，它把布朗粒子在涨落环境中的速度涨落的演化与其耗散行为密切联系起来。这可以通过欧姆环境中的布朗运动的例子来说明，其中耗散效应可以通过位置的一阶时间导数来解释。在这里，我们探讨布朗粒子耦合到超欧姆环境的动力学考虑带电粒子的运动与电磁涨落在有限温度下的相互作用。利用Feynman-Vernon影响泛函方法，通过极小化粒子的随机有效作用量，得到粒子的运动方程--Langevin方程。从第一性原理出发建立了涨落耗散定理。电荷上的反作用是已知的电磁自作用力，由位置的三阶时间导数给出，导致超欧姆动力学。当电荷几乎不移动时，这种自作用力在整个进化过程中可以说是微不足道的。从超欧姆环境中产生的随机力被发现有正负相关，它驱动的电荷进入一个波动的运动。虽然正的力相关在初始阶段会引起速度弥散的增长，但当力相关变为负时，速度弥散的增长会减慢，并最终停止，从而导致速度弥散的饱和。在超欧姆环境中的饱和机制被发现是明显不同的欧姆环境中。比较进行了讨论。
2009-08-26 cond-mat.stat-mech
Brownian motion and gambling: from ratchets to paradoxical games
两个失败的赌博游戏，当以周期性或随机的方式交替时，可以产生一个获胜的游戏。这个悖论的灵感来自于某些能够纠正波动的物理系统：所谓的布朗棘轮。在本文中，我们回顾了这个悖论，从布朗棘轮集体游戏的最新研究，提供一些直观的解释意想不到的现象，我们会发现前进的道路上。
2014-10-02 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
The role of the dissipative and random forces in the calculation of the pressure of simple fluids with dissipative particle dynamics
本文研究了粘性力与布朗力耦合在动量守恒计算机模拟中的作用，从维里定理导出粘性力对简单流体总平均压力的贡献，并与保守力对总压力的贡献进行了比较。所使用的具体介观模型是一个被称为耗散粒子动力学，虽然我们的结论适用于类似的模型，服从波动耗散定理的短程相互作用，并有速度依赖的粘性力。我们发现，平均贡献的随机和耗散力的压力是可以忽略不计的长期模拟，提供这些力量是适当的耦合，当有限的时间步长用于集成的运动方程是不是太小。最后，我们研究了当随机力为零时流体的性质，发现系统由于耗散力和保守力的竞争而冻结。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Brownian Molecules Formed by Delayed Harmonic Interactions
个体生物对群体或群内交换的信息的延迟反应导致了复杂的集体行为的出现。最近的实验设置（Khadka等人，2018年，Nat.Commun. 9 3864），采用合成的微型游泳者，允许在实验室中以受控的方式模拟和研究这种行为。受这些实验的启发，我们研究了N个布朗粒子通过延迟谐波相互作用的系统。对于$N \leq 3$，我们通过求解相关的随机延迟微分方程来解析地描述其集体行为，对于$N>3$，通过布朗动力学模拟来描述其集体行为。粒子形成分子状的非平衡结构，其随着粒子数目、延迟时间和相互作用强度的增加而变得不稳定。我们评估的熵和信息流保持这些结构，并定量表征其稳定性，开发一个近似的时间依赖性过渡态理论来表征不同异构体的分子之间的过渡。为了完整起见，我们全面讨论了有限维线性随机延迟微分方程系统的分析求解过程，以及协方差和时间相关矩阵的新结果。
2019-09-27 cond-mat.stat-mech
Optimal collision avoidance in swarms of active Brownian particles
生物或人造物剂集体航行的有效性需要适应不同的要求，例如保持在一个群体中，同时避免近距离接触，同时限制机动的能量消耗。在这里，我们解决这个问题，通过考虑一个系统的活性布朗粒子在一个有限的二维域，并问什么是控制，实现最佳的权衡之间的碰撞避免和控制支出。我们沙发这个问题的最优随机控制理论的语言，并通过平均场博弈的方法，我们推导出一个解析的平均场解，其特征在于由二阶相变的对齐序参量。我们发现，平均场版本的经典模型的集体运动的基础上对齐相互作用（Vicsek模型）执行非常接近的最优控制。我们的研究结果证实了这样一种观点，即观察到的群体行为可以解释为优化多个目标的结果，并为用于人工代理的仿生算法提供了理论基础。
2021-07-01 cond-mat.stat-mech
Velocity condensation for magnetotactic bacteria
趋磁游泳者倾向于沿着磁场线排列，而不是随机重新定向。我们发现，游泳策略，例如积极的布朗运动与运行和翻滚动力学，强烈影响的方向统计。后者可以表现出速度凝聚，由此对准概率密度发散。因此，我们发现，游泳策略影响的性质的相变集体运动，表明Lévy运行和翻滚行走可以优于主动布朗过程作为策略，以触发集体行为。
2016-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantum instanton approach to metastable collective spin systems: Numerical implementation and applications
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文开发了量子瞬子框架的数值实现，将其应用于两类集体自旋系统，预测了切换率等关键物理量，验证了框架对含集体与局域耗散的实验相关系统的适用性。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nanoscale temperature measurements using non-equilibrium Brownian dynamics of a levitated nanosphere
爱因斯坦意识到，布朗粒子的涨落可以用来确定它所处环境的性质。大量的实验已经利用胶体粒子的布朗运动来研究耗散过程，提供了对软物质物理的深入了解，并导致从能量收集到医学成像的应用。在这里，我们使用光学悬浮的纳米球，被加热，以研究其周围的气体的非平衡特性。通过分析球体的布朗运动，我们可以确定球体质心运动的温度、球体表面的温度以及两个空间维度上的加热气体的温度。我们观察到球体和气体的不对称加热，温度达到材料的熔点。这种方法为在纳米尺度上精确测量温度提供了新的机会，也为测试非平衡热力学提供了新的手段
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Instability of a uniformly collapsing cloud of classical and quantum self-gravitating Brownian particles
我们研究了自引力布朗粒子云的扰动增长。这个问题与宇宙经历“大挤压”时大尺度结构的形成或经历引力坍缩的分子云中恒星的形成有相似之处。本文从正压Smoluchowski-Poisson系统出发，导出了一个新的描述同动（坍缩）坐标系中密度差演化的方程。该方程可以作为研究无结构初始条件下复杂介质中自组织过程的原型。我们解决了这个方程的线性政权解析，并与那些通过使用“牛仔裤诈骗”在静态介质中得到的结果进行比较。稳定性的标准，以及法律的时间演变的扰动，是不同的。Jeans判据用临界波长$λ_J$表示，而我们的判据用临界多变指数$γ_{4/3}$表示。我们还研究了非线性区域的碎裂过程。我们确定的增长的偏斜度，长波长的尾巴的功率谱，并找到一个自相似的解决方案的非线性方程组有效的大的时间。最后，我们考虑了具有短程相互作用的耗散自引力玻色-爱因斯坦凝聚体，并证明了在强摩擦极限下，耗散Gross-Pitaevskii-Poisson系统等价于量子正压Smoluchowski-Poisson系统。这就产生了一种新的包含量子效应的非线性平均场Fokker-Planck方程。
2011-08-22 cond-mat.stat-mech
Modeling Single-File Diffusion by Step Fractional Brownian Motion and Generalized Fractional Langevin Equation
单排扩散在短时间内表现为正常扩散，在长时间内表现为反常亚扩散。这些性质可以用变Hurst指数的分数布朗运动或多重分数布朗运动来描述。本文引入了一种新的随机过程Riemann-Liouville阶梯分数布朗运动，它可以看作是阶梯函数型为Hurst指数的多分数布朗运动的一种特殊情况。这样的阶跃分数布朗运动可以作为零阻尼分数朗之万方程的解而得到。然后考虑各种类型的分数朗之万方程及其推广，以确定它们的解是否提供了正确的描述的长时间和短时间行为的单列扩散。耗散记忆核是狄拉克δ函数，幂律函数，以及这两种功能的组合的情况下，进行了详细研究。除了单行扩散的短时间行为表现为正常扩散的情况下，我们还考虑了弹道运动开始的过程的可能性。
2009-05-04 cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles with velocity-alignment and active fluctuations
我们考虑一个在两个空间维度中具有速度排列的主动布朗粒子模型，其中包含被动和主动涨落。因此，主动波动是指与单个主动粒子的前进方向相关的纯粹非平衡随机力。在这里研究的最简单的情况下，它们被假定为独立的随机力平行（速度噪声）和垂直（角噪声）的粒子的速度。另一方面，被动波动由与粒子的运动方向无关的噪声矢量定义，并且可以解释例如热波动。本文导出了具有速度-排列相互作用的活动布朗粒子气体的宏观描述。据此，我们从基于个人的描述随机微分方程（朗之万方程），并通过相应的概率密度函数的矩展开推导出粗粒度的动力学变量（密度，速度和温度）的运动方程。在这里，我们特别关注主动和被动波动对集体运动的发生的不同影响，并展示了主动布朗动力学中的主动波动如何改变系统的相变行为。特别是，我们表明，积极的角涨落导致集体运动的早期故障，并出现一个新的平均场的情况下，一个新的量子力学制度。
2012-05-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Reconciling nonlinear dissipation with the bilinear model of two Brownian particles
单粒子的布朗运动是耗散系统非平衡动力学的典型模型。在系统加水库的方法中，可以从耦合到代表其热环境的振荡器浴的系统的可逆动力学导出粒子的运动方程。然而，将系统加储存库的方法扩展到集体环境中的多个粒子并不简单，为此提出了相互冲突的模型。在这里，我们着手调和两个布朗粒子的非线性和双线性模型的某些方面。我们展示了如何最初来自指数系统水库耦合的非线性耗散可以替代地从双线性拉格朗日，修改后的谱函数，明确取决于粒子之间的距离。作为应用，我们讨论了如何避免标准非线性模型中的反常扩散，以及如何唯象地模拟粘性流体中一对布朗粒子之间的流体动力学相互作用。
2022-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Stochastic Processes: A Case Study
本文详细研究了一个简单的量子随机过程--量子相空间布朗运动，它是一个简单的开放量子系统模型的马尔可夫极限。我们表明，这一过程的物理描述，使我们能够指定和构建的量子动力学地图，包括条件量子期望的膨胀。量子相空间布朗运动具有许多与经典布朗运动相似的性质，特别是它的增量是独立同分布的。对量子霍尔效应中的耗散现象提出了可能的应用。
2011-01-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entanglement membrane in the Brownian SYK chain
本文研究了布朗运动SYK链中的纠缠膜，揭示了其在大子系统和长时间极限下的行为，并发现了量子信息动力学与混乱之间的新联系。
2025-12-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
