Thermodynamic Variational Principle Unifying Gravity and Heat Flow
Ibaraki University（茨城大学）；Kyoto University（京都大学）
本文提出全球热力学原理，通过有效引力参数统一引力与热流效应，解决液气系统稳定相配置的预测问题。
2025-12-25 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Mesoscopic Quantum Systems
在本论文中，我们研究了介观一维输运系统中的热流。利用全计数统计分析，计算了粒子流和热流的累积母函数，并证明了其对称性。当我们把热流和粒子的输运系数展开到适当的亲和势时，对称性产生了它们之间的关系。此外，我们考虑广义流的粒子流和能量流的叠加。我们表明，我们可以选择适当的广义流的仿射，并推导出它们的传输系数之间的关系，当我们扩大广义流关于他们的仿射。
2015-04-20 cond-mat.stat-mech
The Geometric Foundations of Microcanonical Thermodynamics: Entropy Flow Equation and Thermodynamic Equivalence
University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文提出基于相空间几何的微正则热力学框架，通过熵流方程和几何等价性揭示热力学的几何基础及临界现象的识别方法。
2025-12-29 cond-mat.stat-mech
Helmholtz Thermodynamics Beyond Hamiltonians: Including Walls, Pressure and Heat Flow
对于具有周期解的一维哈密顿系统，亥姆霍兹形式主义提供了经典热力学的诱人解释，基于纯力学量的时间积分，而不需要统计描述。在这里，我们扩展这种方法，包括热通量和压力的墙壁，从而使它能够描述实际的热力学变换，如等温压缩和膨胀。硬壁的存在，这会引起非零压力，是合理的维里定理的装置，而热通量被引入作为准静态的限制，适当的恒温哈密顿。特别注意推广谐振子和弹性弹跳器的最低限度的情况下，提供明确的物理解释。有了这样的扩展，热力学的完整图景就出现了，它可以进行能够从热产生机械功的循环变换，例如卡诺循环。
2023-02-23 cond-mat.stat-mech
Steady thermodynamic fundamental relation for the interacting system in a heat flow
有一个长期存在的问题是，是否有可能将平衡热力学的形式主义扩展到稳态非平衡系统的情况。我们已经对热流中的理想气体作了这样的推广[Hoelyst \emph{et al.}，J. Chem. Phys. 157，194108（2022）]。在这里，我们调查是否存在这样的描述系统的相互作用：在热流的范德华气体。我们引入状态参数，每个状态参数都与改变能量的单一方式相关联。非平衡态热力学第一定律由这些参数得出。非平衡态的内能$U$具有与平衡态热力学相同的形式。对于范德瓦尔斯气体，$U(S^*, V, N, a^*,b^* )$是仅5个状态参数的函数（与表征边界条件的参数的数量无关）：熵$S^*$、体积$V$、粒子数$N$和重新标度的范德瓦尔斯参数$a^*$、$b^*$。状态参数$a^*$、$b^*$以及$S^*$确定与环境的净热交换。
2023-01-30 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of system with continuous space of states
我们分析了具有连续状态空间的系统的随机热力学。演化方程，熵产生率，和其他结果得到了一个连续的时间限制的离散时间制定。我们指出的作用，时间反演和耗散部分的概率流的熵的生产。我们表明，熵产生率是一个双线性形式的耗散概率电流的组件与系数的精度矩阵的组件相关的高斯噪声。我们还分析了一类噪声，它使能量函数沿随机轨道严格恒定，适合描述一个孤立系。这种类型的噪声导致非零熵产生，从而导致系统中熵的增加。这一结果与刘维方程预测的熵的不变性形成对比，刘维方程也描述了一个孤立系。
2020-08-25 cond-mat.stat-mech
Transient Thermodynamic Efficiency of Adaptive Inference in Continuously Nonstationary Environments
Indian Institute of Technology Goa（果阿印度理工学院）
研究探讨了适应性推断在非平稳环境中的暂态热力学效率，通过建立最小随机模型分析熵产生、互信息率和学习效率，发现快速环境变化时学习效率出现峰值，揭示了最大热力学学习性能出现在暂态而非稳态。
2026-03-17 cond-mat.stat-mech
Temperature Steerable Flows and Boltzmann Generators
玻尔兹曼发生器通过结合归一化流和统计重新加权方法来产生热力学平衡中的样本，从而解决多体物理中的采样问题。平衡分布通常由能量函数和热力学状态定义。在这里，我们提出了温度可控流（TSF），它能够产生一个家庭的概率密度参数化的一个可选的温度参数。TSF可以嵌入在广义系综采样框架中，以跨多个热力学状态对物理系统进行采样。
2022-09-03 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of a continuous medium with electric dipoles and magnetic moments
本文分析了在电磁场存在下，具有自发电偶极子和磁矩的带电多组分流体的热力学。考虑到电流密度和应力张量的化学组成，导致三种类型的耗散项：标量，矢量和伪矢量。标量项占化学反应性，矢量项占运输和伪矢量项占松弛。的线性唯象关系，来自不可逆的演变，特别是描述莱曼和电动莱曼效应，德拜弛豫的极性分子和Landau-Lifshitz弛豫的磁化强度。这种形式主义解释了热的和电的磁化积累和磁化波。它还预测，温度梯度会影响磁涡旋的动力学，并驱动磁化波。
2013-06-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic formalism and large deviation functions in continuous time Markov dynamics
热力学形式主义，这是第一次开发的动力系统，然后应用到离散马尔可夫过程，原来是非常适合连续时间马尔可夫过程，以及，提供的定义是在一个适当的方式解释。此外，它还可以用一个可观测量的母函数来表示，然后推广到其他可观测量。特别是，简单的可观察的$K$给出了在给定的时间间隔内发生的事件的数量，原来已经包含动态相变的签名。对于平衡态的平均场模型和大系统的极限，形式主义是相当简单的应用，并显示如何热力学相变可以修改系统的动力学性质。这与q态平均场Potts模型，其中伊辛极限q=2被发现是定性不同于其他情况下，这是例证。
2007-03-16 cond-mat.stat-mech
Multipartite information flow for multiple Maxwell demons
热力学第二定律规定了物理系统之间可以交换的能量和信息量的基本限制。在这项工作中，我们扩展了热力学形式主义，描述这种流动的能量和信息开发的一对二分系统，许多多部系统。我们确定了一个自然的热力学量，描述了这些系统之间交换的信息。然后，我们介绍并讨论一个改进的版本。我们的结果说明了两个，竞争麦克斯韦恶魔的模型。
2015-01-22 cond-mat.stat-mech
Steady state thermodynamics of ideal gas in shear flow
本文以类似热力学方式描述Coutte流中理想气体的全局能量交换，推导内能与状态参数的基本关系，提出极值原理决定稳定稳态，建立类似平衡态热力学的稳态热力学框架。
2023-07-28 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Thermodynamic forces, flows, and Onsager coefficients in complex networks
我们提出Onsager形式主义适用于随机网络的任意度分布。利用非平衡态热力学的著名方法，我们确定了热力学力和它们的共轭流诱导网络作为一个结果的单节点度扰动。力和流可以被理解为系统对事件的响应，例如随机删除节点或故意攻击节点。最后，我们表明，交叉效应（如热扩散，或热电现象），其中一个力可能不仅会引起自己的相应的流量，但许多其他流量，也可以观察到在复杂的网络。
2007-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Quantum thermodynamic uncertainty relation for continuous measurement
我们利用量子估计理论导出了马尔可夫开放量子系统中的热力学不确定关系，它限制了连续测量的涨落。导出的量子热力学不确定性关系适用于满足标度条件的任意连续测量。我们推导出两个关系;第一个关系由动力学活动限制涨落，第二个关系由熵产生限制涨落。我们将我们的边界应用到一个由激光场驱动的二能级原子和一个具有跳跃和扩散测量的三能级量子热机中。我们的结果表明，存在一个普适的约束上的波动，无论连续测量。
2020-05-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Thermodynamic uncertainty relation under continuous measurement and feedback with quantum-classical-transfer entropy
The University of Tokyo（东京大学）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学研究所）
研究通过量子-经典转移熵量化连续测量获得的信息，揭示了电流精度受信息热力学成本约束，并展示反馈可提升精度同时抑制熵产。
2026-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Backward transfer entropy: Informational measure for detecting hidden Markov models and its interpretations in thermodynamics, gambling and causality
传递熵是信息流的一个公认的度量，它量化了两个随机时间序列之间的直接影响，并已被证明是有用的在各种科学领域。在这里，我们介绍了向后的时间序列的转移熵称为向后转移熵，并表明向后转移熵量化了它是多远，从动态到隐马尔可夫模型。此外，我们讨论了在完全不同的热力学设置的信息处理和赌博与边信息的后向传递熵的物理解释。在热力学和博弈的两种情况下，后向传递熵表征了可能损失的一些利益，而传统传递熵表征了可能的利益。我们的结果暗示了热力学和信息流存在下的赌博之间的深刻联系，并且后向传递熵将在非平衡热力学、生物化学科学、经济学和统计学中作为一种新的信息流度量有用。
2016-09-21 cond-mat.stat-mech
Continuous information flow fluctuations
信息在具有反馈的非平衡过程热力学中起着关键作用。然而，关于小尺度设备中信息波动的性质以及它们与其他热力学量（如热和功）波动的关系，还有很多东西需要了解。本文导出了反馈冷却布朗粒子模型中信息流和部分熵产生的一系列涨落定理，并将它们推广到任意驱动扩散过程。然后，我们详细分析了反馈冷却模型的长期行为。我们的研究结果提供了深入了解的结构和起源的大偏差的信息和热力学量的自治麦克斯韦恶魔。
2016-11-23 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium free energy and information flow of a double quantum-dot system with Coulomb coupling
我们建立了一个具有库仑耦合的双量子点系统，旨在研究熵产生、自由能和信息流之间的联系。利用随机热力学和图论分析中的概念，建立了描述子系统局部热力学第二定律的Clausius和非平衡自由能不等式.利用Schnakenberg的网络理论，确定了一组基本的圈流和仿射，从而分解了这两个不等式。结果表明，热力学不可逆性具有能量相关和信息相关的贡献。与反馈引起的信息流相关联的全局循环将对抗偏置电压泵送电子，这实现了麦克斯韦恶魔。
2020-05-18 cond-mat.stat-mech
A Universal Thermodynamic Inequality: Scaling Relations Between Current, Activity, and Entropy Production
本文提出一个普适热力学不等式，将非平衡系统的净速度、熵产生率与动力学活性联系起来，并引入无量纲比率统一离散与连续随机热力学，为纳米机器和活性系统的输运效率提供实验约束。
2025-08-22 cond-mat.stat-mech
Quantum thermodynamics of continuous feedback control
本文为连续测量和反馈下的开放量子系统建立了热力学形式体系，推导了功、热及熵产生表达式，并通过连续西拉德发动机和砰砰控制功提取方案验证，揭示了反馈控制系统的能量学与不可逆性。
2025-05-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum thermodynamics under continuous monitoring: a general framework
在过去的十年里，量子系统的热力学已经引起了越来越多的关注，与量子信息和统计物理有关，并且重点关注非经典签名。虽然第一种方法可以处理总体上的平均热力学量，但为了建立演化过程中量子和环境波动的影响，需要对开放系统进行连续的量子测量。在这里，我们提供了一个一般的理论框架，建立和解释热力学量子系统的非平衡演化是连续监测的介绍。我们回顾了量子轨道的形式主义及其在热力学场景中的一致应用，其中主要的量，如功，热和熵产生可以在随机水平上定义。不可逆性和波动定理的连接也进行了讨论，连同一些最近的发展，我们提供了一些简单的例子来说明一般的理论框架。
2022-04-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Steady shear flow thermodynamics based on a canonical distribution approach
本文用正则分布方法建立了一个描述剪切流的非平衡定态热力学模型。利用经典力学中的拉格朗日形式，基于运动标架中的能量，构造了剪切流的正则分布。从这个分布中，我们推导出埃文斯-汉利剪切流热力学，其特征在于热力学第一定律$dE = T dS - Q dγ$，该定律将能量$E$、熵$S$和剪切速率$γ$的微小变化与动力学温度$T$联系起来。我们的中心结果是系数$Q$由Helfand粘性矩给出。这种方法导致剪切流的热力学稳定性条件，其中之一是相当于$Q$的关联函数的积极性。我们强调的作用，需要维持稳定的剪切流在这种方法中的外部工作，并从理论上表明，其功率$\dot{W}$的合奏平均必须是非负的。引入随时间增加的非平衡熵，使得基于该熵的热量等于$\dot{W}$的平均值。用非平衡分子动力学模拟计算了二维多粒子系统的软核相互作用，得到了支持我们的解释的结果。
2003-12-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Overview of Information Theory, Computer Science Theory, and Stochastic Thermodynamics for Thermodynamics of Computation
我给出了一些必要的理论背景，使用现代非平衡统计物理研究计算热力学的快速概述。我首先介绍信息论中的一些必要概念，然后介绍计算机科学理论中考虑的一些最重要的计算机器类型。在此之后，我从现代非平衡统计物理提出了一个中心的结果：一个精确的表达熵流的系统经历一个给定的动态与给定的初始分布状态。这个中心表达式对于分析计算机的总熵流如何依赖于其全局结构至关重要，因为全局结构决定了计算机所有子系统的初始分布，因此（通过中心表达式）所有这些子系统产生的熵流。我说明这些结果分析的一些微妙之处，有时声称实施一个不可逆的计算与一个可逆的电路构建的Fredkin门的好处。
2019-06-19 cond-mat.stat-mech
Information Thermodynamics for Deterministic Chemical Reaction Networks
信息热力学将两个相互作用的子系统之间的互信息变化率与它们的热力学联系起来，当联合系统由满足局部细致平衡的二分随机动力学描述时。在这里，我们扩大范围的信息热力学确定性的二分化学反应网络，即，由两个耦合的子网络共享物种，但没有反应。我们这样做是通过引入一个有意义的概念，不同的分子特征之间的相互信息，我们表示在确定性的浓度。这使我们能够为每个子网络制定单独的第二定律，这说明了它们的能量和信息交换，完全类似于随机系统。然后，我们使用我们的框架来研究化学驱动的自组装模型和实验性的光驱动双分子马达的工作机制。我们表明，这两个系统是由两个耦合的化学反应子网络。一个子网络由外部水库（恒化器或光源）维持不平衡，并通过能量和信息流为另一个提供动力。在这样做时，我们澄清，信息流正是热力学对应的信息棘轮机制，只有当没有能量流参与。
2022-08-04 cond-mat.stat-mech
An eikonal equation approach to thermodynamics and the gradient flows in information geometry
我们可以将“时间”演化作为哈密顿-雅可比动力学纳入热力学。将热力学中的一组状态方程视为广义程函方程，它与Hamilton-Jacobi方程等价。我们将简单热力学系统的Hamilton-Jacobi动力学与信息几何中的梯度流联系起来。
2020-10-21 cond-mat.stat-mech cs.IT math-ph
Thermodynamic approach to quantum cooling limit of continuous Gaussian feedback
本研究推导含系统动理学温度与量子信息流度量的广义热力学第二定律，建立高斯系统连续量子反馈冷却的基本界，该界可在大反馈增益的量子卡尔曼滤波器实验场景下饱和，并经悬浮纳米颗粒实验参数数值验证，为理解相关热力学约束提供通用框架。
2025-09-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tailoring the first law of thermodynamics for convective flows
本研究针对非平衡系统缺乏简洁热力学描述的问题，以存在热流和重力场、有宏观运动的Rayleigh-Bénard对流系统为对象，探究非平衡态转变的全局能量交换，发现其能量交换公式与平衡态形式一致，为用类平衡热力学定律描述非平衡系统提供了可能。
2024-08-16 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Information-Thermodynamic Bound on Information Flow in Turbulent Cascade
该研究从信息热力学角度探究湍流信息流，证明大尺度涡信息随能量级联传至小尺度，经壳模型数值验证惯性区信息流强度恒定且可由大涡翻转时间标度，信息热力学效率较低，为湍流小尺度特性的产生提供新视角。
2023-10-09 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Thermodynamic resources in continuous-variable quantum systems
热力学资源，除了它们在功提取和其他热力学任务中众所周知的有用性之外，在不明显是热力学的任务中也常常是重要的。在这里，我们开发了一个框架，用于确定这些资源在不同的应用玻色子连续变量系统。引入类玻色子线性热操作模型操作可行的过程中，我们应用这个模型来确定唯一的量子性质玻色子状态，完善经典概念的热力学足智多谋。其中包括：（1）一套将平衡温度推广到量子、非平衡场景的类温度量;（2）量化系统在相空间位移中承载信息的能力的信噪比;以及（3）量化传感和参数估计任务中的分辨率的公认的非经典性度量。
2021-03-30 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Thermodynamics of a continuous quantum heat engine: Interplay between population and coherence
我们提出了一个详细的热力学分析的三能级量子热机连续耦合到热和冷水库。该系统是由一个振荡的外场驱动，并由马尔可夫量子主方程描述。我们采用了与热力学一致的广义形式。我们计算的热量，功率和效率的系统的热力发动机的操作制度，并检查热力学的不确定性关系。系统的效率强烈依赖于蒸发器的结构，并且不同水平之间的相关性可能是理想操作的障碍。在量子系统中，热通量被分解为粒子数和相干部分。相干部分是量子系统特有的，与布居部分相反，它不能用线性响应区域中的简单级数展开来表示。我们讨论了人口和相干部分之间的相互作用如何影响的性能的热机。
2021-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic efficiency of information and heat flow
信息处理的一个基本任务是信息传递（流动）。在这里，我们研究了一对布朗粒子耦合到一个热浴在温度$T_1$和$T_2$，分别。这种系统中的信息流是通过时移互信息来定义的。信息流在平衡时为零，其效率被定义为流量与系统中总熵产生的比率。对于稳态，信息从较高温度流向较低温度，其效率由$\frac{{\rm max}[T_1,T_2]}{|T_1-T_2|}$从上限定。这个上限是由第二定律，它量化的热力学成本的信息流在本类系统。它可以在绝热情况下达到，其中粒子具有广泛不同的特征时间。热流效率|定义为热流除以总的散热量|从上到下都受到同一因素的限制。热流和信息流之间存在互补性：对前者最有效的设置对后者最无效，{ \it反之亦然}。在某些非平稳情况下，上述效率的界限可以[暂时]克服，但效率仍然受到限制。我们还研究了文献中提出的信息处理[传递熵]的另一种度量。虽然这种措施不需要任何热力学成本，信息流和转移熵被证明是密切相关的稳态。
2009-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermodynamic role of main reaction pathway and multi-body information flow in membrane transport
两类膜转运，即次级主动和被动转运，被理解为在相同的蛋白质结构的不同的反应途径，在本文中描述的16状态模型。为了量化次级主动运输和被动运输之间的热力学差异，我们将由两个子系统组成的四态模型中的自主恶魔的信息热力学第二定律扩展到由代表膜运输的四个子系统组成的16态模型。我们减少了16个状态到4个状态，并推导出粗粒度的信息热力学第二定律，它提供了一个上界的自由能传输的粗粒度的信息流。我们还推导了一个上限的自由能输运的多体信息流表示的两体或四体的相关性，在16状态模型，利用循环分解。粗粒度信息流和多体信息流表达了二次主动和被动输运之间的定量差异。数值分析表明，粗粒度的信息流是积极的二次主动输运和消极输运。四体关联在二次主动输运的多体信息流中占主导地位。相比之下，二体相关性是占主导地位的被动传输。这一结果表明，粗粒信息流的符号以及四体关联和二体关联的差异解释了次级主动输运和被动输运中自由能输运的差异。
2022-04-20 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stochastic Thermodynamics Across Scales: Emergent Inter-attractoral Discrete Markov Jump Process and Its Underlying Continuous Diffusion
研究了连续随机非线性动力系统（Langevin或Fokker-Planck方程的扩散过程）与其涌现的离散吸引子间Markov跳变过程之间的数学热力学结构的跨尺度一致性.分析了系统的热力学态函数，如自由能$F$、熵$S$、熵产生$e_p$和自由能量耗散$\dot{F}$等，当连续系统用粗粒度离散变量描述时，我们表明，热力学来自底层的详细连续动力学是准确的亥姆霍兹自由能表示。也就是说，系统的热力学结构是相同的，如果一个人只采取中间道路，并开始与“自然”的离散描述，与相应的过渡率经验确定。通过“自然”，我们的意思是在热力学限制的大系统中，有一个内在的分离的时间尺度之间的内部和内部吸引动力学。这一结果概括了化学和Kramers理论的一个基本思想，包括热力学：虽然分子的机械描述是根据连续的键长和角度，化学反应是由质量作用定律与速率常数和随机热力学唯象地描述。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-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
Dynamics and thermodynamics of axisymmetric flows: I. Theory
我们发展了新的变分原理来研究轴对称流动的稳定性和平衡性。我们表明，有一个无限多的稳态解。我们表明，这些稳定状态最大化（非通用）$H$ -功能。我们推导出松弛方程，它可以用来作为数值算法来构造稳定的定常解的轴对称流动。在第二部分中，我们发展了一种在固定的粗粒度尺度上的平衡态的解析方法。我们表明，由此产生的分布可以分为一个普遍的部分，来自强大的不变量和一个非普遍的初始条件，通过脆弱的不变量（自由发展的系统）或由一个先验分布编码非理想的影响，如粘性，小规模强迫和耗散（强迫系统）。最后，我们推导出无粘混合的参数化来描述粗粒度尺度下系统的动力学。
2006-03-02 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Thermodynamic potential of a mechanical constitutive model for two-phase band flow
从一个简单的力学本构模型（非局部扩散约翰逊-Segalman模型; DJS模型），我们提供了一个严格的理论解释，为什么一个独特的价值的高度剪切粘弹性流体的应力平台稳定实现。本分析是基于一个减少理论的自由度的模型方程在附近的临界点，这导致了一个时间演化方程，相当于那些一阶相变。
2008-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic Pathways of Phase Decomposition Using Steepest-Entropy-Ascent Quantum Thermodynamics Modeling. Part I: Continuous and Discontinuous Transformations
一个固体溶液分解成单独的相的动力学分析与运动方程最初开发的量子系统中的耗散过程。这个方程和最陡熵升量子热力学框架，它是其中的一部分，使得有可能跟踪非平衡系统中的动力学过程，同时保留经典平衡热力学的框架。一般的运动方程的情况下，一个特殊的二元合金的分解，和一个解决方案模型是用来建立一个近似的能量本征结构，或伪本征结构，合金系统。然后用伪本征结构求解该方程，得到唯一的反应路径和合金的分解动力学。对于一个假设的固溶体在低温下的溶解间隙，在此框架下预测一个连续的转变路径（spinodal分解）或不连续的（成核和生长）的条件下，证明。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Diffusion in Stationary Flow from Mesoscopic Non-equilibrium Thermodynamics
本文分析了布朗粒子在定常流动下的流体中的扩散。利用相空间非平衡态热力学方案，得到了Fokker-Planck方程，并与由动力学理论和投影算子技术导出的其它方程进行了比较。这个方程违反了涨落耗散定理。通过实施的流体动力学制度所描述的第一时刻的非平衡分布，我们发现松弛方程的扩散电流和压力张量，使我们能够到达一个完整的描述系统的惯性和扩散制度。我们提出的方法的简单性和通用性，使其适用于更复杂的情况下，经常遇到的问题，软凝聚态，其中不仅一个，但更多的自由度耦合到一个非平衡浴。
2001-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Quantum Information Flows
我们报告两个结果补充热力学第二定律的马尔可夫开放量子系统耦合到多个水库具有不同的温度和化学势。首先，我们推导出一个非平衡自由能不等式，它提供了一个最大功率输出的上界，对于具有非均匀温度的系统，它不等价于克劳修斯不等式。其次，我们推导了组合系统的子系统的局部克劳修斯不等式和自由能不等式。这些不等式与总系统的不同之处在于存在与信息相关的贡献，并为量子信息处理的热力学奠定了基础。我们的理论是用来研究一个自治的麦克斯韦恶魔。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Manipulation of information flow and thermodynamic performance in nonreciprocal quantum dot information engines
Shanghai University（上海大学）
本文通过扩展热力学第二定律，研究非互易耦合对双量子点信息引擎中信息流和热力学性能的调控机制，并证明非互易性可等效映射为有效互易系统。
2026-05-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
The stochastic thermodynamics of a rotating Brownian particle in a gradient flow
我们计算从一个单一的布朗粒子在平均流中移动的环境中产生的熵产生，并表明它对应于在预期中的经典近平衡熵产生在周围的流体与特定的介观输运系数。在温度梯度下，发现了粒子与非平衡环境之间的非线性相互作用所产生的附加项。进行计算的多时间的形式主义和对流耗散的限制，其中的斯托克斯数（St）的流量趋于零和Peclet数（Pe）发散，但组合St倍Pe保持不变。
2014-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Micro-canonical thermodynamics: Why does heat flow from hot to cold
我们展示了如何使用一个中心极限近似加性余循环来描述非平衡态和远离平衡态的热力学行为。我们考虑前两个弱耦合的哈密顿动力系统最初在不同的微正则温度。我们描述了一个随机模型，其中两个系统之间的能量转移被认为是一个随机变量满足中心极限近似。我们表明，能量观测值的波动是线性相关的热传递（耗散）。因此，平均而言，热量从热流向冷。我们还考虑了非哈密顿恒温系统远离平衡的情况，如Evans等人的{ \em Phys.\修订版本\ Lett.} { \bf 71}，2401（1993）。应用相同的中心极限近似，我们重新推导出它们的关系，违反热力学第二定律。我们注意到在我们的推导中没有使用时间反演对称性。
2012-04-10 cond-mat.stat-mech math.DS nlin.CD
Wasserstein-2 gradient flows and the geometry of entropy production in classical and quantum stochastic thermodynamics
Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Instituto Universitario de Estudios Avanzados (IUdEA), Universidad de La Laguna（拉古纳大学高级研究研究所）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；ICREA-Complex Systems Lab, Pompeu Fabra University（庞培法布拉大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文基于自由能梯度流产生的Wasserstein-2结构，统一描述了经典和量子热力学中熵产生的几何，并推广到包含保守动力学的情形，建立了纯耗散与哈密顿-耗散几何之间的等价界限，恢复了线性响应的热力学长度。
2026-05-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Application of thermodynamics to driven systems
讨论了热力学在被驱动系统中的应用。作为特定的例子，简单的交通流模型被认为是。在微观层面上，交通流是由Bando的最优速度模型描述的加速和减速力。它允许引入动能、势能以及总能量，总能量是从热力学角度来看的汽车系统的内能。后者是不守恒的，尽管它在车头时距和速度空间中对应于不动点或极限环的两种可能的定态中的任何一种都有一定的值。在中观层次上，将汽车集群的规模n视为主方程中的随机变量。这里n=0对应于微观模型的固定点解，而极限环由n>0的汽车集群和自由流动相共存表示。细致平衡保持在稳态，就像平衡的液-气系统一样。它允许定义汽车系统的自由能和共存相的化学势，以及到局部或全局自由能最小值的松弛。在这个意义上，交通流的行为可以用平衡态热力学来描述。然而，我们发现，交通流的集群阶段的化学势取决于外部参数-在自由流阶段的汽车的密度。它允许区分交通流作为一个驱动系统和纯粹的平衡系统。
2007-06-25 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Heat can flow from cold to hot in Microcanonical Thermodynamics of finite systems and the microscopic origin of phase transitions
热力学允许统计力学应用于有限甚至小系统。由于表面效应不能按比例缩小，因此必须小心将系统一分为二或使两个系统通过能量或粒子交换进行热接触的标准论点：不仅必须考虑熵的体积部分。任何其他宏观约束的添加，如分割表面，或能量/粒子梯度的强制执行，都会降低熵。如这里将示出的，当在负热容量的区域中去除这种约束时，系统甚至可以在热流下相对于温度斜率松弛。因此，克劳修斯第二定律的表述：“热总是从热流向冷”可以被违反。然而，第二定律仍然得到满足，总玻尔兹曼熵在上升。在最后一章中，我们讨论了导致相分离时微正则熵凸性的一般微观机制。这是解释的液体-气体和固体-液体的转变。
2003-07-16 cond-mat.stat-mech nucl-th
Parameters of state in the global thermodynamics of binary ideal gas mixtures in a stationary heat flow
本文为热流下二元理想气体混合物稳态建立全局热力学第一定律，引入非平衡熵和重正化自由度等5个状态参数，并推导出稳态麦克斯韦关系，热流为零时退化为平衡热力学。
2023-09-27 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics and the Quantum Transport of Particles and Entropy
提出了宏观热力学和量子输运的统一观点。在两个系统之间进行能量交换的热力学过程必然涉及其他可平衡量的流动。这些流量首先使用一个简单的漂移扩散模型，其中包括热电效应，并连接到某些热力学可渗透性和扩散系数的各种传输系数进行分析。本文第二部分讨论了宏观热力学与量子统计之间的联系。有人建议不使用粒子，而是使用“基本费米或玻色系统”作为理想量子气体的基本组成部分。通过这种方式，不仅可以导出粒子的输运，而且还可以导出熵的输运，并对弹道量子线和扩散导体进行了说明。特别地，熵流的量子干涉与电流的量子干涉密切对应。
2012-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Generalized Laws of Thermodynamics in the Presence of Correlations
热力学的热力学定律，尽管它们的适用范围很广，但当系统与它们的环境相关联时，它们就失效了。在这里，我们将热力学推广到允许存在相关性的物理场景，包括存在强相关性的场景。我们利用信息和物理之间的联系，并引入了一个一致的重新定义的散热系统会计的信息流从系统到浴的条件熵。因此，亥姆霍兹自由能的公式相应地被修改。这样的补救措施不仅修复了明显违反朗道擦除原理和第二定律，由于异常热流，但也导致了一个普遍有效的重新制定的热力学热力学定律。在这种信息论方法中，系统和环境之间的相关性存储工作潜力。因此，在这种观点中，表观异常热流是由这种势驱动的制冷过程。
2017-12-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Information-thermodynamic bounds on precision in interacting quantum systems
Kyoto University（京都大学）
本研究推导了适用于相互作用多体系统的量子热动能不确定性关系，揭示了信息流、局部耗散和量子效应在抑制电流波动中的协同作用，对量子热机性能具有重要影响。
2026-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Asymmetric temperature equilibration with heat flow from cold to hot in a quantum thermodynamic system
一个模型计算量子热力学网络的构建与两个可变的温度浴耦合的连接器系统，在连接器的耦合到两个浴的不对称性。在计算模拟中发现，在不同的熔池能量和温度下，熔池达到“热平衡“。从某种意义上说，热是从冷到热流动的。给出了最近定义的纯态“宇宙”的量子熵$S^Q_{univ}$在通过经典等温平衡点后继续增加，在非对称平衡点达到最大值的描述。因此，第二定律解释$ΔS^Q_{univ} \ge 0$适用于非对称量子过程。相比之下，冯诺伊曼熵描述不能支持熵定律，当两个温度相等时接近最大值，然后在通往不对称平衡的路上减少$ΔS^{vN} < 0$。
2021-09-15 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
The first law of thermodynamics in hydrodynamic steady and unsteady flows
该研究以理想气体平面可压缩流动为非平衡模型，证明定常与非定常状态下内能均可表示为非平衡熵、体积和粒子数的状态函数，并满足热力学第一定律。
2024-03-01 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
A thermodynamic formalism for continuous time Markov chains with values on the Bernoulli Space: entropy, pressure and large deviations
本文分析了一维自旋格1，.上连续时间马尔可夫链的遍历性，d}^N（也称为伯努利空间）。最初，我们考虑算子$L={\mc L}_A -I$作为无穷小生成元，其中\mc L_A是离散时间Ruelle算子（转移算子），并且A：{1，.，d}^N \to R是给定的固定Lipschitz函数。相关的连续时间平稳马尔可夫链将定义\emph{a priori}概率。给定Lipschitz相互作用V：\{1，.，d\}^{ \bb N} \to \mathbb{R}，我们对这种$V$的Gibbs（平衡）态感兴趣。这将是另一个连续时间平稳马尔可夫链。为了分析这个问题，我们将使用一个连续时间Ruelle算子（转移算子）自然地与V相关联。除此之外，我们将证明，连续时间Perron Frobenius定理在V是Lipschitz函数的情况下是正确的。我们还引入了一个熵，这是负的，我们考虑的变分原理的压力。最后，利用Y.基弗
2013-07-26 cond-mat.stat-mech math.DS math.PR
