A Gauss-Newton method for iterative optimization of memory kernels for generalized Langevin thermostats in coarse-grained molecular dynamics simulations
针对粗粒度分子动力学模拟中非马尔可夫广义朗之万恒温器记忆核提取的逆问题，提出基于IOMK的IOMK-GN高斯-牛顿方案，实现马尔可夫嵌入模型的直接参数化，解决原有方法误差风险高、计算成本大的问题。
2024-06-21 cond-mat.stat-mech
Intermediate dynamics between Newton and Langevin
在广义朗之万方程的框架内阐明了牛顿和朗之万形式主义之间的动力学。对于零频率摩擦消失的热噪声，相应的非马尔可夫布朗动力学表现出异常的行为，其特征在于弹道扩散和加速输运。我们还研究了系统自由度和热浴自由度之间可能的初始相关性对系统动力学的渐近长时间行为的作用。作为两个试验床，我们研究了（i）由简谐速度噪声驱动的自由非马尔可夫布朗运动的反常能量弛豫和（ii）惯性摇摆布朗运动在噪声诱导输运中的净定向加速度现象.
2006-12-04 cond-mat.stat-mech
A shortcut way to the Fokker-Planck equation for the non-Markovian dynamics
本文用一种简捷的方法导出了具有广义摩擦记忆核和含时力场的Langevin动力学的Fokker-Planck方程。然后，我们证明了这种方法适用于具有简谐势或磁场或两者共同作用的非马尔可夫动力学。该方法在这些复杂情况下的简单性是非常值得注意的，它适用于导出任何类型的线性Langevin运动方程的Fokker-Planck方程，该方程描述了加性色噪声驱动的非马尔可夫动力学，有或没有摩擦记忆核。例如，甚至对于具有与阻尼强度无关的附加高斯色噪声的线性系统，也可以应用该方法。这些研究可能会得到强烈的关注，在该领域的随机热力学，这是现在处于早期阶段，考虑非马尔可夫动力学。
2022-11-30 cond-mat.stat-mech
Markovian embedding of fractional superdiffusion
分数朗之万方程（FLE）描述了一种非马尔可夫广义布朗运动，它具有长时间的持续性（超扩散）或反持续性（次扩散），速度-速度相关性和位置增量。给出了具有奇异幂律记忆核的广义朗之万方程（GLE）的情形。我们提出并数值实现了一个数值上有效和可靠的马尔可夫嵌入这个超扩散的GLE，它准确地近似FLE在许多，约r=N lg b-2，时间的几十年，其中N表示的指数用于近似幂律内核的数量，和b>1是一个缩放参数的松弛常数导致这个幂律的层次。除了它的关系到FLE，我们的方法提出了一个独立的和非常灵活的路线来模拟异常扩散。研究这样的超扩散在倾斜搓衣板电位，我们证明了瞬态超扩散的现象出现由于瞬态动力学加热效应。
2011-01-10 cond-mat.stat-mech
Harmonic damped oscillators with feedback. A Langevin study
我们考虑一个系统中的直接接触的热储，其中，如果离开未扰动，以及描述的无记忆的平衡Langevin方程的二阶时间坐标。在这种情况下，噪声波动的强度由阻尼因子根据波动和耗散定理来设置。我们研究的系统时，它是受反馈机制，相应地修改Langevin方程。记忆项现在出现在时间演化中，我们在非平衡稳态下研究。两种类型的反馈方案被认为是，一个专注于时间的变化和一个相移，并为这两种情况下，我们评估系统的波动的功率谱。我们的分析发现应用于反馈冷却振荡器，如引力波探测器AURIGA。
2009-07-24 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium generalized Langevin equation for multi-dimensional observables
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本文提出了一种非马尔可夫框架，用于推导多维可观测量的非平衡广义兰格vin方程，应用于生物复杂系统中蛋白质折叠的动力学建模。
2026-03-10 cond-mat.stat-mech
Markovian description of a wide class of feedback-controlled systems: Application to the feedback flashing ratchet
本文为包含测量误差的广泛反馈控制系统建立联合随机过程的马尔可夫描述，并以反馈闪烁棘轮为例说明其应用。
2024-07-23 cond-mat.stat-mech
Uncertainty relations for time-delayed Langevin systems
热力学的不确定性关系，建立了一个普遍的权衡之间的非平衡电流波动和耗散，已被发现为各种马尔可夫系统。然而，这种关系还没有被揭示为非马尔可夫系统，因此，我们调查的热力学不确定性关系的时间延迟Langevin系统。我们证明了任意动力学观测量的涨落受正向路径分布和反向路径分布之间的Kullback-Leibler散度的约束。具体来说，对于在时间反演下反对称的观测量，波动从下面被一个量的函数所约束，该量可以被识别为马尔可夫系统中总熵产生的概括。我们还提供了一个下界的任意观察，是奇怪的位置反转。这个界限中的项反映了系统中位置对称性被破坏的程度，即使在平衡状态下也可以是正的。我们的结果适用于有限的观测时间和一大类时滞系统，因为详细的基础动力学不需要的推导。利用两个单时滞系统和一个分布时滞系统对所导出的不确定性关系进行了数值验证。
2019-07-11 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of Langevin systems under time-delayed feedback control: II. Nonequilibrium steady-state fluctuations
本文是连续时滞反馈控制下的Langevin系统的系列研究中的第二篇。我们之前的论文[Phys. Rev. E 91，042114（2015）]的目标是推导出第二定律类不等式，为平均提取工作提供界限。在这里，我们研究的随机波动的时间积分可观的，如与环境交换的热量，提取的工作，或（表观）熵产生。我们使用的路径积分形式主义和专注于长时间的行为在固定冷却制度，强调罕见事件的作用。这说明了由线性反馈驱动的朗之万谐振子的详细的分析和数值研究。
2016-12-15 cond-mat.stat-mech
Justification for the use of Markovian Langevin statistics in the modelling of activated surface diffusion
低温表面扩散是由吸附原子在吸附位点之间的热激活跳跃驱动的。氦自旋回波技术能够测量单个吸附原子的亚皮秒运动，已经能够对许多重要的吸附物-基底性质进行基准测试。著名的马尔可夫朗之万方程已经成为解释这些实验数据的标准工具，用随机白噪声和线性摩擦取代了原子-衬底相互作用。然而，忽略有色噪声频谱和表面系统固有的非线性的后果是未知的。通过对三种不同的吸附原子运动模型的计算研究，我们发现，吸附原子的跳跃率和跳跃分布仅由势能面和一个新的广义能量交换率参数固定在几个百分点之内，与所用的模型无关。这一结果证明了使用马尔可夫Langevin方程，不管吸附原子力的真实统计性质，提供的结果引用的新的能量交换率参数。此外，许多机制的噪声相关性和非线性摩擦的能量交换率的影响，提出了可能有助于激活表面扩散和激活过程更普遍。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Non-Gaussian Fluctuation and Non-Markovian Effect in the Nuclear Fusion Process: Langevin Dynamics Emerging from Quantum Molecular Dynamics Simulations
利用改进的量子分子动力学的数值模拟，从单个核子的微观动力学中提取表征库仑势垒周围核聚变过程的Langevin型描述的宏观参数以及随机力的精确信息.结果表明，熔合核之间相对运动的耗散动力学是由随机力的非高斯分布引起的。我们发现，摩擦系数以及时间的随机力的关联函数采取特别大的值在一个区域内的库仑势垒一点点。在随机力的时间关联函数中观察到明显的非马尔可夫效应。进一步表明，通过随机力及其时间关联函数适当地结合单个核子的微观信息，融合过程的涌现动力学可以用具有记忆效应的广义Langevin方程描述.
2013-06-12 cond-mat.stat-mech nucl-ex nucl-th
Non- Markovian Quantum Stochastic Equation For Two Coupled Oscillators
利用哈密顿算符得到了两个耦合量子振子与热浴相互作用的非线性朗之万方程组。利用这些方程的解析解，得到了输运系数的解析表达式，导出了非线性非马尔可夫噪声情况下的广义朗之万方程和涨落耗散关系。给出了两个耦合谐振子与热浴在坐标系中线性耦合时摩擦系数和扩散系数随时间变化的显式表达式。
2016-05-24 cond-mat.stat-mech nucl-th
Axiomatic construction of quantum Langevin equations
基于正则等时子、久保公式、维里定理和量子涨落耗散定理的物理判据，给出了量子朗之万方程的唯象构造.本文详细分析了单个谐振子耦合到大的外腔的情况。这使得区分马尔可夫半经典的方法，由于贝多和马祖尔，从非马尔可夫全量子的方法，由于福特，卡茨和马祖尔。量子涨落耗散定理被认为是不相容的马尔可夫动力学。可能的应用量子球模型进行了讨论。
2019-03-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic uncertainty relation for time-delayed Langevin systems
热力学不确定性关系，建立了一个普遍的权衡之间的相对波动的任意电流和耗散，已被发现为各种马尔可夫系统。然而，这种关系还没有被揭示为非马尔可夫系统。因此，我们研究了时滞Langevin系统的热力学不确定关系。首先，我们用数值方法证明了传统的不确定性关系在某些时滞系统中不成立，这表明下界应该被细化以维持不等式的有效性。通过引入广义总耗散等于总熵产生，我们发现这类系统存在类似的不确定关系。具体地说，我们证明了在一个有限的观测时间的任意电流的波动在稳态的广义总耗散约束。这个广义量的速率总是正的，并且由系统中任意电流的平方从下到上有界。这种不确定性关系可以被认为是广义不确定性关系，对于非延迟朗之万系统，它归结为一个传统的不等式。我们验证了推导出的不确定性关系的数值，并证明其有效性的mixselator系统，周期布朗运动，和一个简单的二维模型。
2019-02-20 cond-mat.stat-mech
The generalized Langevin equation revisited: Analytical expressions for the persistence dynamics of a viscous fluid under a time dependent external force
本文对非静态广义Langevin方程及其相应的粘性流体质点位置的Fokker-Planck方程，在一个与时间有关的外力作用下，得到了封闭形式的解。对于常外力，用解析法求得了它的解.非马尔可夫随机微分方程，与色噪声下的位置的动力学，然后被施加到描述的动力学和持续时间的粒子被限制在吸收障碍。与分子动力学的比较非常令人满意。
2016-04-30 cond-mat.stat-mech
Fractional dynamics from the ordinary Langevin equation
我们考虑通常的朗之万方程依赖于一个内部时间。这个参数被一个自相似马尔可夫过程的第一次通过时间所取代。则高斯过程是父过程，命中时间过程是有向过程。在实时找到结果进程的概率由父进程和定向进程的概率密度之间的积分关系定义。相应的主方程变成分数福克-普朗克方程。我们证明了所得到的过程具有非马尔可夫性质，它的所有矩是有限的，波动耗散关系和H定理成立。
2011-11-14 cond-mat.stat-mech
Non-Markovian expansion in quantum dissipative systems
在路径积分形式下，研究了量子力学中耗散动力系统的非马尔可夫朗之万演化。在讨论了系统与热浴和内核和噪声相关器，遵循最常见的选择的相互作用的截止频率的作用，我们推导出一个解析展开的确切的非马尔可夫耗散内核和相应的色噪声在一般情况下，是一致的波动耗散定理，并纳入系统的非局部校正。我们说明了使用传统的（马尔可夫）Langevin方法的情况下，指数内核和分析的情况下，非马尔可夫布朗运动的结果的修改。
2009-10-22 cond-mat.stat-mech hep-ph quant-ph
Markovian Approximation for the Nosé--Hoover method and H-theorem
考虑了具有状态依赖随机力的Langevin方程。当亥姆霍兹自由能是时间的非增函数（H定理）时，得到了广义爱因斯坦关系。本文在马尔可夫近似的基础上讨论了Nosé-Hoover方法的一个随机过程。结果表明，广义Einstein关系对与随机Nosé Hoover方程相关联的Fokker-Planck方程成立.本文的结果表明，随时间粗粒度的Nosé-Hoover动力学满足H定理，因此作为一个热浴。
2008-07-09 cond-mat.stat-mech
Anomalous Polymer Dynamics Is Non-Markovian: Memory Effects and The Generalized Langevin Equation Formulation
任何关于聚合物物理学的第一门课程都教导聚合物的标记单体的动力学是有害的亚扩散，即，对于某些$α<1$，标记单体的均方位移随着$t^α$增加，直到聚合物的末端弛豫时间$τ$。超过时间$τ$，标记单体的运动变为扩散。聚合物物理学中异常动力学的经典例子是单一聚合物系统，如幻影劳斯（Phantom Rouse）、自回避劳斯（Self-avoiding Rouse）、自回避齐姆（Self-avoiding Zimm）、爬行（reptation）、通过膜中窄孔的易位（translocation through a narrow pore in a membrane）和多聚合物系统，如聚合物熔体。在这篇教学论文中，我报告说，所有这些情况下的聚合物系统的异常动力学的特点是强大的幂律记忆内核内的{ \it统一}广义朗之万方程（GLE）计划，因此，是非马尔可夫。幂律记忆核的指数与聚合物对局部应变的弛豫响应有关，并且来自聚合物的平衡统计物理。在这些系统中的聚合物的标记的单体的异常动力学，然后通过波动耗散定理（FDT）从幂律记忆内核的GLE再现。使用这个GLE制定我进一步表明，这些聚合物系统上的（弱）施加的字段所造成的漂移的特性也得到了相应的内存内核。
2010-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stationary properties of a Brownian gyrator with non-Markovian baths
研究了具有非马尔可夫热库的两温Langevin系统的随机行为。该模型描述了一个过阻尼布朗粒子在二次势和耦合到热浴在不同的温度。储层的特征是高斯白噪声和有色噪声以及耗散记忆核。由于谐波、摩擦力和波动的热力，稳态呈现受随机力矩影响的非平凡平均旋转运动。然而，马尔可夫极限导致由波动的热力产生的平均扭矩消失。我们还研究了记忆对稳态下的随机热和熵产生的影响。
2020-02-19 cond-mat.stat-mech
Classical open systems with nonlinear nonlocal dissipation and state-dependent diffusion: Dynamical responses and the Jarzynski equality
研究了具有非局部系统-浴耦合的广义Caldeira-Leggett模型描述的经典开放系统的动力学响应和Jarzynski等式。在导出的非马尔可夫Langevin方程中，产生乘性色噪声的非线性非局部耗散项和状态相关扩散项满足涨落-耗散关系。谐波振荡器系统的模拟结果表明：（a）系统$< x >$对所施加的正弦力和阶跃力的平均响应显著地取决于加性噪声和乘性噪声的幅值的模型参数以及色噪声的弛豫时间，尽管稳态边缘概率分布函数与它们无关，（b）非线性耗散和乘性有色噪声的组合效应对于所施加的正弦力引起增强的波动$< [x-< x>]^2 >$，以及（c）JE对于独立于模型参数的所施加的斜坡力成立，其功分布函数为（对称）高斯和非对称非高斯分别为加性和乘性噪声。结果表明，在局部和过阻尼极限下的非马尔可夫Langevin方程与广泛采用的乘性噪声下的唯象马尔可夫Langevin方程有很大的不同.
2011-11-11 cond-mat.stat-mech
Non-Markovian heavy-quark equilibration and equilibrium correlation function in a thermal medium
Indian Institute of Technology Goa（印度果阿理工学院）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究热介质中非马尔可夫重夸克平衡与关联函数，在朗之万框架内计算粲夸克流-流关联函数，用格林-久保公式提取扩散系数，扩展形式考虑记忆效应，比较不同方程解，发现记忆效应影响瞬态结构但不改变输运系数值。
2026-07-27 cond-mat.stat-mech hep-ph
Stochastic thermodynamics of Langevin systems under time-delayed feedback control: I. Second-law-like inequalities
响应滞后几乎对任何物理系统都是通用的，并且通常在人工纳米器件和生物分子机器中存在的反馈回路中起着至关重要的作用。在本文中，我们进行了一个全面的研究的小随机系统的欠阻尼Langevin方程和驱动的平衡的时间延迟连续反馈控制。在它们的正常操作状态下，这些系统处于非平衡稳态，其中功永久地从周围的热浴中提取。通过使用福克-普朗克表示的动力学，我们推导出一组第二定律的不等式，提供了边界的提取工作的速度。这些不等式涉及表征由于连续测量过程导致的熵产生减少的额外贡献。我们还表明，非马尔可夫性质的动力学需要一个修改的耗散和时间反演对称性破缺之间的基本关系。新的关系包括一个贡献所产生的因果性质的反向过程。这反过来又导致了另一个类似第二定律的不等式。我们说明了一般的形式主义，通过详细的分析和数值研究的谐振子驱动的线性反馈，它描述了实际的实验装置。
2015-03-28 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium work fluctuations for oscillators in non-Markovian baths
研究了非马尔可夫热浴中振子的功涨落定理。通过计算广义朗之万方程描述的谐振子的功分布函数，证明了Jarzynski等式（JE）、瞬态涨落定理（TFT）和Crooks定理（CT）的正确性.除了这个推导，非谐振子的数值模拟表明，这些非平衡定理的有效性不依赖于记忆的浴。我们发现，JE和CT是有效的，在许多振荡器的潜力和驱动力，而TFT失败时，驱动力是不对称的时间和潜力是不对称的位置。
2006-12-01 cond-mat.stat-mech
Entropy production from waiting-time distributions for overdamped Langevin dynamics
本文将离散 Markov 过程中利用正反向等待时间分布对数比估计熵产生的方法推广到跃迁具有有限时长的过阻尼 Langevin 动力学，并借助至少三点观测定义的里程碑，得到一维势受驱运动下的精确熵估计量。
2024-02-28 cond-mat.stat-mech
White-noise fluctuation theorem for Langevin dynamics
基于时间反演的涨落定理为热、功和熵产生等热力学量的非平衡统计提供了显著的见解。这些类型的法律施加约束的某些轨迹泛函，反映潜在的动力学对称性的分布。在这项工作中，我们介绍了一个详细的波动定理朗之万动力学，从高斯白噪声的统计，而不是从时间反演。该定理起源于相空间中的逐点对称性，对于与加性或乘性噪声耦合的每个自由度都单独成立。该关系是独立的相空间分布所产生的动力学，并可以用来推导出一个通用的参数推断算法适用于广泛的系统，包括非保守和非马尔可夫的。
2022-08-30 cond-mat.stat-mech
Markovian nature, completeness, regularity and correlation properties of Generalized Poisson-Kac processes
从马尔可夫条件的扩展概念出发，分析了与广义Poisson-Kac（GPK）随机过程相关的一些基本问题。GPK过程的扩展马尔可夫性质的建立，并推导出此属性的含义：相关的伴随形式主义的GPK过程的开发基本上是以类似的方式为Fokker-Planck算子与朗之万方程驱动的维纳过程。随后，轨道的规律性处理：GPK的实现中的分形的发生是一个长期的紧急性质，并讨论其在热力学中的含义。在GPK的随机描述中引入了完备性的概念。最后，噪声源的相关性的作用和它们对传输现象的动态特性的影响的一些意见得到解决，使用维纳模型进行比较。
2016-09-22 cond-mat.stat-mech
Tempered fractional Langevin-Brownian motion with inverse $β$-stable subordinator
时变随机过程由于其广泛的应用，特别是在金融时间序列、生物学和物理学中的应用，引起了人们极大的关注和广泛的兴趣。本文研究了一类特殊的非马尔可夫的长时间弹道扩散的随机过程--回火分数朗之万运动。详细讨论了具有逆$β$稳定从属子的时变Langevin系统的扩散类型、矩、Klein-Kramers方程和关联结构.有趣的是，根据$β$的值，这种从属关系可能导致亚扩散和超扩散。研究了从属回火分数朗之万方程与带偏置力的从属朗之万方程的区别，加深了对从属子的理解。研究了时变回火分数布朗运动的逆$β$ -稳定从属子，以及其增量的相关结构。讨论了时变过程统计量的一些性质，与原过程相比，表现出明显的不同。
2018-06-24 cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin equation with shear flow and its fluctuation-dissipation theorems derived from a Caldeira-Leggett Hamiltonian
该研究从修正的经典Caldeira-Leggett哈密顿量出发，第一性原理推导含剪切流的广义朗之万方程与涨落耗散定理，明确了传统马尔可夫形式的适用条件为极弱剪切率。
2023-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Dynamic fluctuation-dissipation theory for Generalized Langevin Equations: constructive constraints, stability and realizability
本研究针对广义朗之万方程系统，基于初值公式构建动态涨落耗散理论，推导局部可实现系统的耗散稳定性与随机可实现性约束，明确平衡态存在的条件及对线性响应理论的影响。
2024-03-08 cond-mat.stat-mech
Time-reversal symmetries and equilibrium-like Langevin equations
格雷厄姆在Z. Physik B 26，397-405（1977），波动耗散关系可以被施加到一类非平衡马尔可夫朗之万方程上，该方程允许相应的福克-普朗克方程的定态解。由此产生的朗之万方程的平衡形式与非平衡哈密顿量相关联。在这里，我们提供了一些明确的见解，这个哈密顿可能会失去其时间反演不变性和如何“反应”和“耗散”通量失去其独特的时间反演对称性。力和通量之间的反对称耦合矩阵不再源自泊松括号，并且在稳态下，“反应性”通量有助于（“管家”）熵产生。非平衡哈密顿量的时间反演的偶数和奇数部分对熵的贡献在性质上不同，但在物理上有指导意义。我们发现的情况下，由于噪声波动是唯一负责的耗散。最后，这种结构产生了一个新的，物理上相关的frenesy实例。
2023-03-21 cond-mat.stat-mech
Star-unitary transformations. From dynamics to irreversibility and stochastic behavior
我们考虑一个简单的经典谐振子耦合到一个场的模型。在标准方法中，{ \it裸}粒子的Langevin型方程是从哈密顿动力学导出的。这些方程包含记忆项，并且是时间反演不变的。相反，唯象的朗之万方程没有记忆项（它们是马尔可夫方程），并且给出了两个分支（半群）的时间演化分裂，每个分支都破坏了时间对称性。将动力学与现象学联系起来的标准方法是考虑前者的马尔可夫近似。在本文中，我们提出了一个公式的{ \it dressed}粒子，它给出了精确的马尔可夫方程。通过Prigogine等人引入的可逆变换算子$\Lam$，我们构造了Poincaré不可积系统的修饰粒子. $\Lam$是通过正则（酉）变换算子$U$的扩展获得的，该算子消除了可积系统的相互作用。我们的扩展是基于消除由于庞加莱共振，打破了时间对称性的分歧。将$U$的幺正性推广到$\Lam$的“星幺正性”。我们证明了$\Lam$变换变量与随机变量服从Langevin方程具有相同的时间演化，并且$\Lam$变换分布函数满足精确的Fokker-Planck方程.利用$\Lam$关于动力学变量乘积的非分布性，得到了高斯白噪声的影响。因此，我们的方法导致动力学的庞加莱不可积系统，概率和随机性之间的直接联系。
2003-08-30 cond-mat.stat-mech
Effective mass approach to memory in non-Markovian systems
本文提出用有效质量方法近似非马尔可夫系统，通过仅由记忆核决定的有效质量在无记忆朗之万方程中复现记忆效应，为研究马尔可夫动力学的记忆修正奠定基础。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A hybrid approach to model reduction of Generalized Langevin Dynamics
本文提出一种基于不变流形方法和涨落-耗散定理的混合降阶方案，通过忽略惯性项和热浴变量，从广义朗之万方程推导出保持正确耗散结构的马尔可夫描述，并证明降阶路径的交换性。
2024-05-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum optomechanics with arbitrary mirror displacement: nonlinear Langevin equation with non-Markovian back-action noises
Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学）；Millennium Institute for Research in Optics（光学研究千年研究所）；Tamkang University（淡江大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本研究采用泛函微扰方法推导含非马尔可夫反作用噪声的非线性朗之万方程，可处理任意镜面位移，为高精度量子光力学实验提供理论支持。
2026-09-01 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Hierarchy of entropy production and thermodynamic trade-off relations in non-Markovian systems
The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）
本文通过马尔可夫嵌入方法研究非马尔可夫系统中熵产的分解，揭示记忆效应如何影响热机性能与电流精度，建立熵产层次结构及热力学权衡关系。
2026-10-07 cond-mat.stat-mech
Solvent fluctuations induce non-Markovian kinetics in hydrophobic pocket-ligand binding
我们研究了水的波动对疏水配体（钥匙）结合到疏水口袋（锁）的键锁缔合动力学的影响，通过一个最小的随机模型系统。它描述了集体水合行为的口袋由双峰波动的水口袋界面，动态耦合到扩散运动的接近配体通过疏水相互作用。这导致了一组过阻尼朗之万方程在二维坐标空间，这是马尔可夫在每个维度。数值模拟表明，局部增加摩擦的配位体，减速结合动力学，和局部非马尔可夫（记忆）效应的配位体的反应坐标中发现以前在显式水分子动力学研究模型疏水口袋配位体结合[1，2]。我们的最低限度的模型阐明了起源的有效增强摩擦的过程中，可以追溯到长时间的衰减的力自相关函数引起的有效的，空间波动的口袋配体相互作用。此外，我们构建了一个广义的1D-Langevin描述，包括一个空间本地的记忆功能，使进一步的解释和半分析量化的结果耦合的2D系统。
2016-02-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics of continuous non-Markovian feedback control
反馈控制机制在科学技术中无处不在，在调节物理、生物和工程系统中发挥着重要作用。标准的热力学第二定律在测量和反馈存在的情况下不成立。到目前为止，大多数研究都扩展了离散，马尔可夫反馈协议的第二定律，然而，非马尔可夫反馈是无所不在的过程中，控制信号施加一个不可忽略的延迟。在这里，我们实验研究的热力学连续，时间延迟反馈控制使用的光悬浮，欠阻尼微粒的运动。我们测试的有效性，广义第二定律的界限从系统中提取的能量和研究的故障反馈冷却非常大的时间延迟。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian feedback control and acausality: an experimental study
因果关系是热力学第二定律非平衡态推广的一个重要假设，称为涨落关系。在这里，我们实验研究的非平衡统计特性的工作和熵产生的光学陷阱，欠阻尼纳米粒子连续进行时间延迟反馈控制。而非马尔可夫反馈取决于粒子的过去位置的前向轨迹，它取决于其未来的位置的时间反演路径，因此是因果的。在稳态制度，我们表明，在长时间限制相应的波动关系表现出明确的签名，这种因果关系，即使时间反演的动态是物理上不可实现的。
2022-02-01 cond-mat.stat-mech physics.optics
Modeling long-range memory with stationary Markovian processes
本文给出了幂律相关平稳马尔可夫过程y（t）的例子，其中平稳概率分布函数的尾部是高斯的或指数的。这些过程通过简单地执行特定幂律相关可加过程x（t）的坐标变换而获得，该过程在文献中已知，其pdf显示幂律尾部1/x^a。我们给出的分析和数值证据表明，虽然新的过程（i）是马尔可夫和（ii）有高斯或指数的尾巴，其自相关函数仍然显示出幂律衰减<y（t）y（t+T）>=1/T^b，其中b增长与a的法律是兼容的b=a/2-c，其中c是一个数值常数。当a<2（1+c）时，过程y（t）虽然是马尔可夫的，但却是长程相关的。我们的研究结果有助于澄清，即使在马尔可夫过程的背景下，长期的依赖关系不一定与极端事件的发生。此外，我们的结果可以在复杂系统的建模与长记忆。事实上，我们提供了简单的过程与朗之万方程，从而表明，长记忆效应可以建模的背景下，连续时间平稳马尔可夫过程。
2008-06-04 cond-mat.stat-mech
Markovian embedding of non-Markovian superdiffusion
本文研究了由广义Langevin方程描述的、在平衡条件下服从热细致平衡的非马氏随机过程的不同马氏嵌入方案。在热平衡时，如果记忆核的总积分为零，则会出现超扩散行为。这种静摩擦消失的情况是由超欧姆热浴引起的。弹道超扩散的最简单模型之一是由Bao [J.- D.鲍，J.统计。114，503（2004）]。我们发现，这个非马尔可夫模型有无穷多个不同的4维马尔可夫嵌入。数值实现最简单的一个，我们证明：（i）存在一个周期性的潜在的任意低的障碍改变了渐近大时间行为从自由弹道超扩散正常扩散;（ii）一个额外的偏置力使渐近动力学超扩散再次。瞬态的发展，显示一个定性不同的行为相比，真正的大时间渐近呈现出这种非马尔可夫动力学的一般特征。然而，这些瞬变可能非常长。因此，它们甚至可能被误认为是真正的渐近性。我们发现，这样的中间渐近表现出一个巨大的增强的超扩散在倾斜的搓衣板电位，它是伴随着一个巨大的瞬态超弹道电流的增长与$t^{α_{\rm eff}}$的指数$α_{\rm eff}$，可以超过弹道值2成正比。
2010-02-08 cond-mat.stat-mech
Variational Boundary Fluctuations as a First-Principles Origin of Langevin Noise
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文通过变分原理中的边界数据波动，揭示了Langevin噪声的起源，核心方法是通过哈密顿原理中的边界印记传输，产生有效的Langevin力，主要贡献是提出噪声的幅值由哈密顿主函数的海森堡矩阵过滤，从而得到乘性噪声。
2026-05-17 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Comparison of different exact generalized Langevin equations with a non-linear potential of mean force and an observable-dependent mass and friction
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
基于Mori-Zwanzig投影形式，分析四种精确广义朗之万方程，比较记忆摩擦核与势能项差异，发现将动能纳入势能可正确再现可观测量及其速度分布。
2026-06-25 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Stochastic processes with distributed delays: chemical Langevin equation and linear-noise approximation
我们发展了一个系统的方法来线性噪声近似的随机反应系统的分布时滞。与大多数现有的工作不同，我们的形式主义不依赖于主方程，而是基于一个动态生成功能描述的概率测度的动态的所有可能的路径。我们推导出一般表达式的化学朗之万方程的一类广泛的非马尔可夫系统的分布时滞。一个具有延迟自抑制的基因调控模型和一个具有延迟恢复的流行病传播模型的例子为我们的结果的适用性提供了证据。
2013-05-03 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Correlation functions of non-Markovian systems out of equilibrium: Analytical expressions beyond single-exponential memory
本文研究了具有记忆的随机系统的关联函数，一个突出的例子是分子或胶体在复合体中运动（例如，粘弹性）流体环境。基于非马尔可夫随机方程的这种系统的分析研究是出了名的困难。一个常见的近似是单指数记忆，对应于引入一个辅助变量耦合到马尔可夫动态的主变量。作为一个概括，我们在这里研究一类“玩具”模型，共有三个自由度，从而产生更复杂的形式的记忆。具体而言，我们认为，主要是在分析的基础上，下和过阻尼运动的胶体颗粒线性耦合到两个辅助变量，变量之间的耦合可以是互惠或非互惠的。将辅助变量投影出去，得到了具有摩擦核和色噪声的非马尔可夫Langevin方程，其结构类似于广义Langevin方程。然而，对于目前的系统，非马尔可夫方程可能违反波动耗散关系以及细致平衡，表明系统是不平衡的。然后，我们系统地研究了底层马尔可夫系统的耦合拓扑结构和各种自相关函数之间的联系。我们证明，已经有两个辅助变量可以产生令人惊讶的复杂（例如，非单调或振荡）记忆和关联函数。最后，我们表明，一个最小的过阻尼模型与两个辅助变量和适当的非互易耦合产生类似的关联函数描述流体动力学回流的光阱。
2021-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy-production fluctuation theorem for a generalized Langevin particle in crossed electric and magnetic fields
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa（墨西哥自治大学伊兹塔帕拉帕分校）
研究谐波陷阱中带电布朗粒子在交叉电场和磁场驱动下的熵产生涨落，通过精确解证明总熵产生满足细致涨落定理。
2026-06-26 cond-mat.stat-mech
Relationship between a Non-Markovian Process and Fokker-Planck Equation
本文证明了具有线性记忆耦合的非马尔可夫发展方程与Fokker-Planck方程的等价性。在反馈项提供电流概率密度与初始分布的直接和永久耦合的情况下，相应的FPE提供依赖于扩散参数的非平凡漂移项。因此，基本朗之万方程的确定性部分同样由随机部分的噪声强度确定。这种记忆诱导的随机行为进行了讨论不同的初始分布。数值结果支持了分析计算。
2006-03-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Kramers's escape rate problem within a non-Markovian description
我们比较了一个布朗粒子的热逃逸率，最初被困在一个不对称的双势阱的两个井之一，热马尔可夫和非马尔可夫噪声。这个问题的马尔可夫处理最初可以追溯到1940年Kramers的研究，因此通常被称为“Kramers逃逸率问题”。我们解决了广义朗之万方程的粒子的轨迹数值和分析的限制情况下，马尔可夫和非马尔可夫热噪声。我们计算了逃逸率，并计算了热噪声的有限相关时间所引起的基本差异。
2019-05-22 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Nonlocality II: Nonlocality as the dynamical origin of the non-markovian process in quantum isolated system
在前面的文章中，我们已经证明了两个量子粒子的弹性散射过程总是伴随着非定域过程。此外，还发现在原来的散射哈密顿量之后增加一个新的哈密顿量，有助于在一个统一的坐标系中描述这两类过程。本文讨论了这个附加哈密顿量对孤立量子系统中不可逆过程的贡献。利用哈密顿量可以导出非马尔可夫的Langevin方程，表现出复杂的记忆效应，从而揭示了孤立系的不可逆本质，而不需要像通常那样求助于水库或近似方法（如粗粒）。
2005-12-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian diffusion over a parabolic potential barrier: influence of the friction-memory function
从经典和量子广义朗之万方程出发，研究了反抛物势垒的跨越几率。结果表明，在经典情形下，超越概率的渐近值由“特征函数”的一个优势根决定，并由一个简单的表达式给出.超越概率的表达式是很一般的，耗散机制和记忆效应的细节只通过特征方程的优势根进入表达式。
2008-01-22 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Quantum Langevin Equation of a spin in a magnetic field : an analysis
利用欧姆浴模型，导出了在磁场作用下量子自旋的量子朗之万方程，并研究了其在马尔可夫极限下的动力学行为。我们扩展我们的分析，以德鲁德浴有限的记忆。我们研究了磁矩期望值的时间演化。自旋自关联函数表现出阻尼振荡行为，随机化时间由阻尼率和Drude bath模型的记忆时间决定。我们还分析了欧姆浴模型下系统的自旋响应函数。我们的结果与冷原子实验的结果是一致的。此外，我们可以在未来的超冷原子实验进行测试的预测。
2022-08-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Kinetics of self-induced aggregation of Brownian particles: non-Markovian and non-Gaussian features
本文研究了布朗粒子的自诱导聚集模型，该模型考虑了随机噪声过程的非马尔可夫性和非高斯性。在该模型中，每个个体的时间演化由过阻尼Langevin运动方程引导，该运动方程具有由其他个体的局部不平衡分布引起的非局部漂移。我们的模拟结果表明，即使在大噪声强度下，有色鼻子也能诱导团簇形成。另一个观察是，临界噪声强度增长非常迅速的噪声相关时间的增加高斯噪声比非高斯噪声。但在长时间限制下，聚集过程中的簇数随时间呈幂律减少。从马尔可夫噪声过程切换到非马尔可夫噪声过程时，幂律中的指数显著增大。
2012-05-31 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Exact c-number Representation of Non-Markovian Quantum Dissipation
与线性热浴相互作用的量子系统的约化动力学可以用随机薛定谔方程精确表示。将储层的所有记忆效应转化为噪声相关和平均场摩擦。结果表明，所产生的随机动力学的经典极限是一个广义的朗之万方程，和传统的量子态扩散恢复Born-Markov近似。非马尔可夫精确动力学，适用于任意温度和阻尼强度，举例说明了应用到耗散两态系统。
2002-03-08 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Accelerated first-passage dynamics in a non-Markovian feedback Ornstein--Uhlenbeck process
本研究探讨具有时间平均反馈的非马尔可夫一维 Ornstein--Uhlenbeck 过程的首达动力学，利用弱噪声大偏差理论推导最可能路径，证明反馈通过降低有效能垒将最优首达时间从无限转为有限，从而加速动力学，为控制罕见事件提供机制。
2025-09-15 cond-mat.stat-mech math.PR
