Thermal fluctuations of granular gas driven by Gaussian thermostat based on two-point kinetic theory
本文在两点动力学理论的基础上,研究了高斯恒温器驱动下颗粒气体的热涨落。特别地,我们考虑了Yano提出的非弹性可变球的热涨落[J. Phys. A,46(37),375502(2013)]。基于两点动力学理论计算了压力偏量和两次热流的热脉动时间关联,并与直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法计算的结果进行了比较。最后,我们比较的传输系数,这是计算的动力学理论的基础上,与那些使用DSMC方法计算。
2015-12-30 cond-mat.stat-mech
Fluctuations of thermal variables investigated by cross-correlation function
本文提出利用互相关函数推导平衡系统涨落公式的新方法,建立频率相关比热的涨落-耗散关系,并给出平均熵产生的微观耗散公式。
2024-03-15 cond-mat.stat-mech
Low thermal fluctuations in a system heated out of equilibrium
我们研究了微米尺寸的硅悬臂梁在强热流作用下的机械涨落,从而具有高度不均匀的局部温度。在这种非平衡稳定状态下,我们表明,波动相当于在室温附近的平衡悬臂梁的热噪声,而其平均局部温度是几百度高。通过在悬臂梁上增加涂层来改变机械耗散,我们恢复了预期的波动随平均温度的上升。我们的工作表明,非均匀耗散机制可以解耦的幅度的热波动的平均温度。这一性质对于理解非平衡波动系统或设计低噪声仪器是有用的。
2017-04-05 cond-mat.stat-mech
Harvesting Thermal Fluctuations: Activation Process Induced by a Nonlinear Chain in Thermal Equilibrium
我们提出了一个模型,其中的直接环境的一个系统是一个分子链,这反过来又是连接到热环境的朗之万形式。分子链由通过谐波或非谐波弹簧连接的质量组成。在这些链中的热波动的分布,强度和流动性是强烈依赖于弹簧的性质,并导致不同的过渡动力学的激活过程。因此,所有其它(温度、阻尼、链与微机械系统之间的耦合参数)相同,硬链可提供描述为扩散受限且在活化过程中更有效的环境,而软链可提供描述为能量受限且较不有效的环境。因此,对活化过程本身的理解的热环境的详细了解的重要性突出。
2000-03-20 cond-mat.stat-mech
Thermal fluctuations and stiffening of heterogeneous fluid membranes
我们在一个简单的极小模型中研究了热涨落对对称无张力非均相(两组分)流体膜的影响。接近临界点$T_c$的组合物的相关的可折叠性相变和足够强的曲率组成的相互作用,介导的组合物依赖的弯曲模量,热波动导致增强的有效弯曲模量。因此,与纯流体膜相比,在$T_c$附近,膜构象波动将受到{ \em抑制},已知纯流体膜的热波动在所有非零温度下都会降低有效弯曲模量。
2014-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal Fluctuations of Elastic Filaments with Spontaneous Curvature and Torsion
本文研究了热涨落对具有自发弯曲和扭转的弹性细丝的影响。我们推导出的取向关联函数和螺旋的持久长度的解析表达式,并发现,这个长度随热涨落的强度非单调变化。在弱涨落区,自发扭转螺旋线的持续长度随扭转率的变化有三个共振峰。在强波动的极限下,螺旋形状的所有记忆都丢失了。
2000-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of fluctuations in membrane models: thermal versus non-thermal
我们研究的比较重要性的热非热波动膜为基础的模型在线性制度。我们的结果,无论是在1+1和2+1维,表明非热涨落占主导地位的热只有当弛豫时间$τ$是大的。对于中等至小的$τ$值,动力学由这两种力之间的竞争定义。这些结果有望作为涉及细胞骨架和其他非热波动的系统中生物建模的定量基准。
2011-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Rectification of thermal fluctuations in ideal gases
我们计算绝热活塞和热布朗马达的系统平均速率,在[Van den Broeck,Kawai和Meurs,\emph{Microscopic analysis of a thermal Brownian motor},出现在Phys.Rev.Lett.]中介绍,并与精确数值解进行比较。
2004-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay of quantum and thermal fluctuations in a frustrated magnet
我们证明了存在一个扩展的临界相在横向场伊辛磁铁上的三角形晶格,在一个制度,热和量子波动是重要的。通过量子蒙特卡罗模拟,我们绘制了一个完整的相图,发现临界相是热涨落破坏量子涨落建立的秩序的结果。它是由两个Kosterlitz无磁跃迁从顺磁体一方面和量子涨落驱动的三子晶格有序相的另一方面。我们的工作进一步证明了零温量子相变属于3dXY普适类。
2003-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Effects of Sample Specific Variations and Fluctuations of Thermal Occupancy on Fluctuations of Thermodynamic Quantities
热力学量的波动的标准结果是根据采样相同的系统,是在不同的,不完全平衡的状态的假设。这些结果适用于在一个特定的宏观体随时间的波动,并可以追溯到热占位的波动。当研究许多相同制备但不相同的系统时,由于样品之间的变化而引起的介观波动会导致热力学量的波动。我们研究了介观涨落和热占位涨落的联合作用。特别是,我们评估的总粒子数和比热波动的二维,非相互作用的电子气在经典的可积和混乱的情况下。
2008-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Taming non-equilibrium thermal fluctuations in subthreshold CMOS circuits
Extropic Corporation(Extropic公司)
本文提出一种全CMOS实验平台,通过直接控制本征热涨落实现可编程多元高斯采样,为节能随机计算和电子噪声研究提供硬件基础。
2026-05-25 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Fluctuation-induced pressures in fluids in thermal nonequilibrium steady states
流体在非平衡稳态中的相关性是长程的。因此,有限尺寸效应在流体的非平衡热力学中有重要的影响。一个结果是,非平衡温度波动引起的非平衡Casimir样的压力成正比的温度梯度的平方。因此,涨落导致局部热平衡概念的崩溃。此外,输运系数变得依赖于边界条件和重力。因此,非平衡涨落影响了非平衡热力学中的一些传统概念。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Generalized Onsager-Machlup's theory of thermal fluctuations for non-equilibrium systems
在这项工作中,Onsager-Machlup的理论的时间依赖的热波动的平衡系统的推广,提出的情况下,系统不可逆地放松沿非平衡轨迹,可以近似为一系列的稳态。通过规范描述两次关联函数C(t+τ,t)和等时关联函数σ(t)= C(t,t)(涨落的协方差)对非平衡弛豫时间t的依赖性来概括这种推广。
2009-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energetics of Forced Thermal Ratchet
已知分子马达在存在热涨落的情况下具有高的能量转换效率。受这一令人惊讶的事实的启发,最近对热棘轮模型的研究表明,如何以及何时应该从非平衡涨落中提取功。其中一个重要的发现是由Magnasco,他研究了温度依赖的波动-感应电流在棘轮(多稳态)系统,并表明,目前一般可以最大限度地在有限的温度。这一有趣的发现被解释为热涨落对涨落诱导功无害,甚至有助于其效率。然而,我们表明,这种解释是不正确的,只要我们进入能量学领域[Sekimoto,J.Phys.Soc.Jpn.66,1234 -1237(1997)]:能量转换的效率不是在有限的温度下最大化,即使在相同的系统,Magnasco考虑。在没有热波动的情况下实现最大效率。这一结果提出了一个悬而未决的问题,即热涨落是否能促进力-涨落能量转化为功的效率。
1998-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorption Isotherms of Hydrogen: The Role of Thermal Fluctuations
结果表明,实验获得的固体基质上的吸附等温线可以完全调和与Lifshitz理论时,考虑到热波动。这是在一个固体对固体模型的框架内实现的,该模型是数值求解的。氢吸附到金基板上观察到的波动贡献的分析允许确定的自由氢膜的表面张力作为膜厚度的函数。它被发现急剧减少膜厚度低于7个原子层。
2001-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal Fluctuations of Elastic Ring
研究了弹性小圆环上的热涨落效应。我们推导出解析表达式的关联函数的欧拉角,为实空间两点关联函数和概率分布的扭动,作为一个函数的持久长度,确定相对于弯曲和扭曲的刚度。波动幅度在扭转刚度消失的极限处发散。有一个小规模的政权,其中扭曲和扭动模式是解耦的,到一个大规模的政权,其中扭曲影响的空间配置的环的交叉。
2000-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum versus thermal fluctuations in the harmonic chain and experimental implications
量子力学谐振子的非零基态能量意味着在势的最小值附近的量子涨落,其均方值与普朗克常数成正比。在经典力学中,当振荡器与温度为$T$的热浴耦合时,会发生热涨落。在有限温度下,量子统计力学允许描述从$T=0$的纯量子涨落到高温极限的经典热涨落的过渡。Peierls早期指出,{ \it谐波链}中的均方热涨落随链中原子的距离{ \it}线性增加,破坏了长程晶序。相应的纯量子涨落导致{ \it对数}随距离链固定端的增加而缓慢得多。它还表明,这意味着,例如,在零温度下,在无限链中的X射线散射中没有尖锐的布拉格峰,而不是表现出典型的一维量子液体(称为{ \it Luttinger液体})的幂律行为。
2020-08-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal fluctuations of vortex clusters in quasi-two-dimensional Bose-Einstein condensate
本文研究了旋转玻色-爱因斯坦凝聚体中小涡团中涡位置的热涨落。结果表明,两壳层团簇的有序-无序转变是通过壳层之间的退耦实现的。相应的“熔化”温度主要取决于壳层中涡数的可调性。我们表明,在实验可达到的参数和非常低的温度下可以实现“熔化”。研究了在小四极形变的各向异性势阱中热涨落对涡旋的影响。我们表明,热涨落导致涡旋群与这种变形产生的钉扎势脱钩。去耦温度估计和强大的可扩展性的影响被揭示。
2006-08-15 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Thermal Fluctuations and Rubber Elasticity
研究了橡胶材料中热弹性波动的影响。结果表明,由于不可压缩性约束的相互作用,这些波动定性地修改大变形的应力-应变关系,相比,经典的橡胶弹性。该机制对Mooney-Rivlin应力-应变关系的峰值结构提供了一个简单而通用的解释,并与实验结果吻合较好。它还导致预测的声子关联函数,取决于外部变形。
2006-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal magnetization fluctuations in thin films and a new physical form for magnetization damping
本文计算了热涨落对薄膜磁阻元件的影响。该技术涉及到添加到基本的自旋动力学的一般形式的相互作用与热浴。对于一般的各向异性磁系统,所得到的方程可以写成谐振子的朗之万方程。我们的方法预测在低频噪声功率比传统的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程小两倍。结果表明,通过在热涨落场驱动的旋磁动力学中引入张量唯象阻尼项,可以得到等价的结果。
2001-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermal fluctuations, mechanical response, and hyperuniformity in jammed solids
堵塞是在没有温度的情况下发生在稠密粒子系统中的几何相变。我们使用计算机模拟来分析热涨落对过渡的几个签名的影响。我们发现,体积和剪切模量的标度律只有在热波动非常小的时候才变得相关,并提出了它们的相对比例作为干扰临界的定量特征。尽管过渡的非平衡性质,我们发现,热诱导的波动和机械响应服从平衡波动耗散关系附近的干扰,提供适当的波动分量的粒子位移进行了分析。这表明,机械模量可以直接测量的颗粒位置在机械未扰动的包装,并表明,“非平衡指数”的定义是不必要的无定形材料。我们发现,粒子位移的波动是空间相关的,并定义了一个横向和纵向的相关长度尺度,这两个发散的干扰过渡接近。我们分析了密度波动的冻结成分,发现它显示了在大尺度上的近超均匀行为的签名。这表明,超均匀性堵塞填料是无关的消失的压缩性,并解释了为什么它似乎对温度和密度的变化显着鲁棒。与干扰临界性不同的是,阻止胶体系统超均匀性观察的障碍并不源于热涨落。
2015-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal melting of discrete time crystals: a dynamical phase transition induced by thermal fluctuations
通过求解由相互作用的自旋耦合到一个热浴中的自旋驱动的经典系统的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程,数值研究了离散时间晶体对热涨落的稳定性.结果表明,在热力学极限,即使远程临时结晶秩序是稳定的,在低温下,它是熔融的临界温度以上,在该系统经历一个非平衡相变。系统地研究了连续相变的临界行为,结果表明,尽管这种周期驱动系统具有真正的非平衡特性,但其临界性质属于三维Ising普适类,其动力学指数($z=2$)与无驱动动力学伊辛模型的临界动力学指数相同.
2022-03-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Building a path-integral calculus: a covariant discretization approach
路径积分是描述粒子或场的量子或热涨落的核心工具。它们的成功可以追溯到费曼,他展示了如何在量子力学的框架内使用它们。从那时起,路径积分已经渗透到物理学的所有领域,其中波动效应,量子和/或热,是至关重要的。他们的呼吁是基于这样一个事实,即一个转换成一个采样的经典路径与给定的权重的运营商制定的问题。路径积分是我们传统的黎曼积分的镜像,用函数代替通常求和的实数。然而,与传统积分不同,路径积分有一个严重的缺点:一般来说,人们不能在不犯某种错误的情况下对变量进行非线性改变。因此,基于路径积分的微积分是不可能的。在这里,我们确定哪些是导致这一重要警告的深层数学原因,我们提出了一个自由度描述的系统的治疗方法。我们的主要结果是通过直接的时间离散化过程的路径集成免费建设这个长期存在的问题。
2019-09-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Notes on a non-thermal fluctuation-dissipation relation in quantum Brownian motion
本文回顾了Schwinger-Keldysh形式论中幺正性和平稳性如何导出超越热平衡的量子广义涨落-耗散关系,并展示了其在量子布朗运动及广义Langevin方程中的应用。
2023-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Direct observation of large temperature fluctuations during DNA thermal denaturation
本文报道了直接测量双链DNA热变性相变时低频温度涨落的方法。仅在变性发生的温度范围内发生的波动比预期的平衡波动大几个数量级。在相同序列的单链DNA中不存在。在给定温度下的波动也取决于等待时间,并在几个小时的范围内消失。结果表明,在25-30 k_{B} T_{0}(T_{0} = 300 K)的温度范围内,由于通过势垒跃迁而处于动态平衡的变性碱基对和闭合碱基对的共存,导致了大的涨落.
2006-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Heat Fluctuations in Chemically Active Systems
化学活性系统如活细胞由于产生热量并导致活性波动的化学事件而维持在热平衡之外。一个关键的问题是要了解在哪些时间和长度尺度上活动波动主导热波动。在这里,我们制定了一个随机场论与泊松白噪声描述的热波动,这是由随机化学事件产生的,并导致主动温度波动。我们发现,在大的长度和时间尺度上,活跃的起伏总是占主导地位的热起伏。然而,在中等长度和时间尺度上,存在多个交叉,突出了活动和热波动的不同特征。我们的工作提供了一个框架来描述活跃系统中的波动,并揭示了局部平衡在一定的长度和时间尺度上。
2022-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermal fluctuations in the lattice Boltzmann method for non-ideal fluids
在非理想流体的格子玻尔兹曼方法中引入热涨落。在朗之万框架内推导出一个波动耗散定理,并将其应用于一个特定的格子玻尔兹曼模型,该模型近似于基于平方梯度自由能泛函的流体的线性化波动纳维-斯托克斯方程。所获得的热噪声示出,以确保在模拟中的所有自由度的平衡,以高精度。此外,我们证明了令人满意的结果,波动流体力学的最实际应用已经可以实现使用热噪声在长波长限制。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Emergent dynamic stress regulators via coordinated thermal fluctuations and stress in harmonic crystalline lattices
School of Physics and Astronomy, and Institute of Natural Sciences, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院和自然科学研究院)
研究通过热波动和应力的相互作用,在谐振晶格中开发出应力吸收四极结构和应力释放折叠结构,揭示了动态状态的相图,为热环境中的机械装置设计提供了新思路。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum versus thermal fluctuations in the fcc antiferromagnet: alternative routes to order by disorder
在具有竞争相互作用的受挫磁系统中,涨落可以提升剩余的偶然简并。我们认为,状态选择可能有不同的结果,量子和热有序无序。作为一个例子,我们考虑了半经典海森堡面心立方反铁磁体只有最近邻相互作用。零点振荡在T=0时选择3型共线反铁磁态。热涨落反而有利于1型反铁磁结构。相反的趋势导致两个共线状态之间的有限温度转变。无序引起的量子有序效应和热有序效应之间的竞争是一种普遍现象,在J_1-J_2正方晶格反铁磁体中,在临界点J_2 = 0.5J_1处也存在这种现象。
2020-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fluctuations of entropy production in turbulent thermal convection
我们报告的数值实验进行分析湍流热对流,物理配置,在这里代表一个典型的情况下,一个出平衡耗散系统的熵产生的波动。我们估计的熵产生从瞬时测量的本地温度和速度场采样沿大量的逐点拉格朗日示踪剂的轨迹。熵产生的特点是大的波动,往往成为负的。这代表了对热力学第二原理的一种“有限时间”违反,因为能流的方向与外部梯度所规定的方向相反。我们清楚地表明,在本系统中观察到的熵产生的波动验证了波动关系(FR),即使系统是时间不可逆的。
2015-11-20 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
Thermal Fluctuation Statistics in a Molecular Motor Described by a Multidimensional Master Equation
对分子马达中的热涨落统计进行了理论研究。在电机中的能量传递是用一个多维离散主方程与最近邻跳跃。在这个理论中,能量转移导致不同自由度的热涨落之间的统计相关性。在很长一段时间内,能量传递是一个具有恒定漂移和扩散的多元扩散过程。波动和漂移在强耦合极限中对齐,使得能够沿耦合坐标进行一维描述。我们推导出正式的概率分布的表达式,并模拟单轨迹的系统在近和远的平衡限制强耦合和弱耦合。我们的研究结果表明,跳跃统计提供了一个机会,以区分不同的操作制度。
2013-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermal critical dynamics from equilibrium quantum fluctuations
我们表明,量子涨落显示在热临界点的奇异性,涉及的动力学$z$指数。量子涨落,由量子方差捕获(I。Frérot和T. Roscilde,Phys. Rev. B 94,075121(2016)),可以通过纯静态量表示;这反过来又允许我们通过平衡无偏数值计算提取与固有哈密顿动力学相关的$z$指数,而无需调用任何有效的经典临界动力学模型。这些发现表明,与经典系统不同,量子系统中的静态和动态性质即使在有限温度跃迁下也保持着不可分割的联系,只要人们关注的是不具有任何经典模拟的静态量,即量子涨落。
2022-03-30 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuational electrodynamics for nonlinear materials in and out of thermal equilibrium
我们发展了在热平衡内外具有非线性光学响应的介质的涨落电动力学。从随机非线性Helmholtz方程出发,利用涨落耗散定理,微扰地得到了平均场、物理线性响应以及涨落和Rytov流的确定性非线性Helmholtz方程.我们表明,非线性光学的影响,在或出热平衡,可以考虑一个有效的,系统感知的介电函数。我们讨论的热辐射的平面,非线性表面,表明基尔霍夫的必须仔细应用。我们发现,非线性纳米球的光谱发射率原则上可以是负的,这意味着特定频率的热流逆转的可能性。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Numerical methods for fluctuation driven interactions between dielectrics
我们发展了一个热Casimir相互作用的离散化理论,数值计算波动的相互作用。从一个受约束的配分函数,我们推导出表面自由能,同时处理依赖于系统大小和离散化的分歧。我们推导出平行板几何的解析结果,以检查数值方法的收敛性。我们使用的方法来计算垂直和横向Casimir力的一组凹槽。
2007-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Thermal fluctuations and anomalous elasticity of homogeneous nematic elastomers
我们提出了一个统一的配方的旋转不变的非线性弹性的各种自发各向异性相,并用它来研究热波动的弹性体和自发各向异性凝胶。我们发现,在热力学极限均质弹性体是普遍不可压缩的,其特征在于由一个普遍的剪切模量比,并表现出异常的弹性控制的非平凡的低温不动点微扰在D=3- 10维。在三维空间中,我们做出的预测是渐进准确的。
2002-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft