Reply to "Comment on `Measurability of nonequilibrium thermodynamics in terms of the Hamiltonian of mean force'"
我们驳斥了P. Talkner和P. Hänggi [Phys. Rev. E 102，066101（2020）]对我们的论文Phys. Rev. E 101，050101（R）（2020）的评论中所表达的批评。我们首先要澄清，我们的论文没有任何技术错误。然后，我们捍卫我们的手稿的声明，这些声明被声称是断章取义。最后，我们给出了明确的论据，表明我们所依赖的基本概念是有意义的，有深刻的理性。
2021-01-04 cond-mat.stat-mech
On the density matrix of nonequilibrium steady-state statistical mechanics
本文导出了与Oono和Paniconi [Prog. Theor.物理增刊{ \bf 130}，29（1998）]。为此，我们采用三个合理的基本假设一致的稳定状态：（i）等价的任何两个子系统的总数，（ii）统计独立的任何两个子系统之间，和（iii）能量的可加性。与一个合适的定义的能量，它是由机械力驱动的均匀稳定状态可以描述的吉布斯分布。
2002-03-01 cond-mat.stat-mech
A Nonequilibrium Statistical Ensemble Formalism. Maxent-Nesom: Concepts, Construction, Application, Open Questions and Criticisms
我们描述了一个特殊的方法，用于建设一个非平衡统计合奏形式主义的耗散多体系统的治疗。这就是所谓的非平衡统计算子方法，基于玻尔兹曼和吉布斯提出的开创性和基本思想。现有的方法可以统一在一个独特的变分原理，即MaxEnt，我们认为在这里。主要的六个基本步骤，是在形式主义的基础上提出的基本概念进行了讨论。相关的非线性量子动力学理论和伴随的统计热力学（信息统计热力学）是非常简要的描述。相应的响应函数理论的系统远离平衡允许连接的理论与实验，并总结了一些例子，有遵循的理论和实验数据之间的良好协议的情况下，后者目前可用。我们还提出了一些概念性的问题和相关的批评的概述。
1999-09-11 cond-mat.stat-mech
Deriving nonequilibrium interface kinetics from variational principles
界面处的非平衡动力学通常由化学势驱动。在这里，我们展示了一个通用的技术，从基本的变分原理得到的基本方程的运动，边界条件和化学势在一个一致的方式。作为一个特殊的例子，我们考虑一个固体表面的弹性动力学效应，连同表面能和张力。我们应用通用的结果进行单轴应力（Asaro-Tiller-Grinfeld不稳定性），这里也与表面张力的平面前的线性稳定性分析。
2004-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Direct measurement of nonequilibrium system entropy is consistent with Gibbs-Shannon form
随机热力学将经典热力学扩展到与一个或多个热浴接触的小系统。它可以解释热涨落的影响，并描述远离热力学平衡的系统。一个基本的假设是，香农熵的表达式是在这样的设置非平衡系统的熵的适当的描述。在这里，我们第一次通过实验测量这个函数。我们的系统是一个微米级的胶体粒子在水中，在一个虚拟的双势阱的反馈陷阱。我们测量的工作，以消除一个比特的信息的一小部分，并表明它是有界的香农熵的两个状态系统。此外，通过直接测量慢协议的可逆性，我们可以明确区分协议，可以和不能达到预期的热力学界限。
2017-05-25 cond-mat.stat-mech
On the long range correlations of thermodynamic systems out of equilibrium
实验表明，定常非平衡态的宏观系统具有局域热力学变量的长程关联。在以前的文献中，我们提出了一个非平衡自由能的Hamilton-Jacobi方程作为非平衡热力学的基本原理。在这里，我们展示了如何两点相关性的方程可以从任意输运系数的动力学与外部场和边界水库的Hamilton-Jacobi方程。与波动流体力学相反，这种方法可以用来推导任何阶的相关方程。一般来说，该方程的解的关联函数是非平凡的，并表明，长程关联确实是一个共同的特点，非平衡系统。最后，我们建立了一个标准，以确定是否当地的热力学变量是正相关或负相关的性质的输运系数。
2007-05-21 cond-mat.stat-mech
Towards a nonequilibrium thermodynamics: a self-contained macroscopic description of driven diffusive systems
本文给出了在外场作用下与边界水库相互作用的扩散系统的完备宏观描述。该方法是基于一个简单的假设，这是由广泛的一类微观随机模型，他们是满意的建议。然而，该描述并没有以任何方式涉及潜在的微观动力学：所需的唯一输入是作为热力学变量的函数的传输系数，这是实验上可获得的。基本假设是局部平衡，允许流体动力学描述的演变，爱因斯坦之间的传输系数的关系，和一个变分原理定义的平衡自由能。与变分原理相联系的是自由能所满足的Hamilton-Jacobi方程，对具体计算非常有用。在我们的方案中，宏观尺度上的相关性是非平衡态的一般性质。任意阶的关联函数都可以从自由能泛函中计算出来，自由能泛函一般是热力学变量的非定域泛函。从非平衡态的观点出发，特别注意了平衡态的概念。
2008-11-25 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics of Amorphous Materials II: Effective-Temperature Theory
我们发展了一个理论的有效无序温度的玻璃形成材料驱动远离热力学平衡的外力。我们的基本前提是，这种材料的慢构型自由度是弱耦合到快速的动力学/振动自由度，因此，这两个子系统可以描述为不同的温度在变形过程中。我们使用的结果，从前面的文件中的非平衡热力学系统的内部自由度，推导出一个运动方程的有效温度，并了解这个温度如何耦合到系统的动力学作为一个整体。
2009-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of non-stationary activated rate processes : nonexponential relaxation kinetics
我们探索了一个简单的微观模型来模拟热激活速率过程，其中包括一组弛豫模式的相关浴不处于平衡态。该模型捕捉到了一些非马尔可夫朗之万动力学的波动障碍的基本特征。利用Fokker-Planck描述，我们计算了稳态和非稳态区域的势垒动力学。Kramers-Grote-Hynes反应频率在稳态下以封闭形式计算，以说明系统的动态耦合与松弛模式的强烈依赖性。浴模式的非平衡激发及其弛豫对系统模式激活动力学的影响被证明。我们推导出了非平稳制度中的封闭的解析形式，表现出很强的非指数松弛动力学的反应坐标的穿着时间依赖的Kramers率。该特征可以被识别为典型的非马尔可夫动力学效应。
1998-07-14 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Theoretical Characterization of the Interface in a Nonequilibrium Lattice System
本文研究了非平衡块体条件对具有非平衡稳态的类伊辛动力学模型系统界面性质的影响。通过在温度T下用完全随机的翻转扰动熟悉的自旋翻转动力学，系统保持不平衡;人们可以将这些解释为理想地模拟一些（动态）杂质。我们发现的证据表明，在目前的情况下，非平衡机制添加到基本的热导致的重整化的微观参数，如界面断裂键的概率。在这个假设下，我们发展了非平衡“表面张力“理论，它恰好表现出非单调的行为，在某个有限的T。与蒙特卡罗模拟完全一致，它表明界面波动与平衡情况在性质上不同，例如，界面在0-T处保持粗糙。我们讨论了这些事实对成核理论的一些影响，并对非平衡液滴结构作了一些明确的预言。
2004-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear spin relaxation in strongly nonequilibrium magnets
本文提出了一个描述自旋系统从强非平衡初态非线性弛豫的一般理论。这类过程的特征是非线性随机微分方程。这使得这些强非平衡过程在原则上不同于接近平衡态的自旋弛豫，后者由线性微分方程表示。考虑是基于一个现实的微观哈密顿量，包括塞曼条款，偶极子相互作用，交换相互作用，和一个单一的网站各向异性。几个自旋物种之间的互相关的影响进行了研究。强调了自旋系统和谐振电路之间耦合的重要作用。所有主要的松弛率的作用进行了分析。从非相干涨落的量子混沌阶段，详细描述了自旋运动中跃迁相干的自组织现象。局域自旋涨落被认为是从非相干非平衡态开始自旋弛豫的触发原因。研究了集体相干自旋弛豫的基本机制。
2005-06-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhancing violations of Leggett-Garg inequalities in nonequilibrium correlated many-body systems by interactions and decoherence
我们确定了不同的计划，以提高开放多体系统中的Leggett-Garg不等式的违反。考虑到量子输运的非平衡原型设置，我们表明，粒子相互作用控制的方向和幅度的最大违反和强相互作用和强驱动的制度，体退相增强的违反。通过对一个极小模型的分析研究，我们揭示了解释这种退相干增强量子性的基本成分，说明了这种效应出现在各种各样的系统中。
2019-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium Quantum Breakdown in a Strongly Correlated Electron System
讨论了莫特绝缘体的非线性输运性质，着重讨论了多体Landau-Zener机制。在回顾了非绝热几何相位和Schwinger机制等基本概念后，我们利用含时密度矩阵重整化群研究了强电场中绝缘基态的衰变.在讨论理论与实验结果的相关性之前，增加了对量子行走模型的拟议映射的简短评论。本文是2008年出版的《量子和半经典渗流与击穿》（《物理学讲义》，Springer Verlag）一书中一章的草稿。
2008-03-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonlinear higher-order hydrodynamics: Fluids under driven flow and shear pressure
在非平衡统计热力学的背景下，基于非平衡统计系综形式，导出了受驱动流和剪应力作用下流体的广义流体力学。在热力学水平上，导出了非平衡状态方程，该方程耦合到描述这种系统中流体动力学运动的基本变量的演化。在适当的限制条件下，得到了广义扩散-平流方程和Maxwell-Cattaneo平流方程。在一个例子中，这种非线性高阶流体动力学被应用于非平衡条件下布朗粒子的稀溶液并在充当热浴的溶剂中流动的情况。这是在这样的广义流体力学的框架，但截断到二阶。
2021-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Steady state thermodynamics
本文报道了我们在非平衡物理学中寻找一种新的普适框架的尝试。我们提出了一个热力学的形式主义，预计适用于一大类的非平衡稳态，包括导热流体，剪切流体，导电流体。我们称我们的理论为稳态热力学（SST）后，Oono和Paniconi的原始建议。SST的构建是基于对热力学基本概念在非平衡稳态中如何修改的仔细研究。我们定义所有的热力学量通过操作程序，可以（原则上）实现实验。基于这样构造的SST，我们做了一些非平凡的预言，包括爱因斯坦的密度涨落公式的扩展，最小功原理的扩展，存在一个新的纯非平衡起源的渗透压，以及共存温度的移动。所有这些预测都可以通过实验来检验SST的定量有效性。
2005-12-20 cond-mat.stat-mech
Spontaneous synchronization and nonequilibrium statistical mechanics of coupled phase oscillators
自发同步是自然界中观察到的一种显著的集体效应，即具有不同固有频率并且彼此之间存在弱相互作用的振荡单元群体自发地演化为在共同频率下表现出集体振荡。仓本模型为研究自发同步提供了基本的分析框架。该模型包括通过平均场耦合相互作用的具有分布式固有频率的极限环振荡器。虽然自引入以来已经过去了四十多年，但该模型仍然占据非线性动力学研究领域的中心阶段，并且还广泛应用于模拟各种物理情况。在这篇简短的评论中，从导出的仓本模型和它所表现出的同步现象，我们总结了最近的研究结果的广义仓本模型，包括惯性效应和随机噪声。我们描述的动力学的广义模型从一个不同的，但相当有用的角度来看，即，长距离相互作用的系统驱动的淬火无序的外部扭矩的平衡。如果一个系统的粒子间势随距离的变化而缓慢衰减，则称该系统是长程相互作用的。使用统计物理的工具，我们突出了广义仓本模型的动力学的平衡和非平衡方面，并揭示了一个相当丰富和复杂的相图，它的展品，这强调了有趣的涌现现象的基本主题，所表现出的多体复杂系统。
2018-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.AO
Energy transmutation in nonequilibrium quantum systems
本文利用星图几何的方法研究了量子结中的粒子输运和热输运。系统处于非平衡稳态，其特征在于连接到图的边缘的热库的不同温度和化学势。我们探讨的Landauer-Buettiker状态和宇称和时间反转变换下的轨道。在这些状态下，粒子数和总能量都守恒。然而，热能和化学势能一般不分别守恒，这就产生了它们之间能量转化的基本过程。我们详细研究了这一过程的两个方向，引入适当的效率系数。对于结中的尺度不变相互作用，我们的结果是精确和明确的。它们覆盖了整个参数空间，并考虑了所有的非线性效应。能量嬗变取决于粒子统计。
2014-12-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonequilibrium Steady States for Certain Hamiltonian Models
本文报道了一类哈密顿模型的非平衡稳态的数值研究结果。在这些物质-能量耦合传输模型中，粒子通过与固定的旋转圆盘碰撞来交换能量。在[Commun. 262（2006）]，Eckmann和Young研究了一维链，并表明某些简单的公式给出了能量和粒子密度分布的极好近似。保持[Eckmann-Young]中相互作用的基本模式，我们将他们的预测方案扩展到一些新的设置：不同晶格上的2D系统，由各种边界（热浴）条件驱动，包括使用恒温器。相同类型的粒子守恒模型表现出类似的行为。本文的后半部分研究了记忆和有限大小效应，这些效应似乎对[Eckmann-Young]中测试的模型的配置文件影响很小。我们证明，这些影响可以是显着的或微不足道的，这取决于当地的几何形状。动力学机制提出，并在粒子轨迹的方向性偏差的情况下，由于内存，校正方案的推导，并给出准确的预测。
2010-04-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum thermodynamics from the nonequilibrium dynamics of open systems: energy, heat capacity and the third law
我们从开放量子系统的角度出发，从它们的非平衡动力学出发，研究了量子多体系统的物理量、物理量之间的关系和热力学热力学定律得到明确定义和适用的条件。我们首先描述了如何开放系统非平衡动力学（ONEq）的方法是不同的封闭的组合系统+环境中的全局热状态（CGTs）设置。只有当开放系统达到平衡后，它才能服从传统的热力学描述，因此量子热力学（QTD）是在最后出现的，而不是在开始时假设的。我们看到，开放系统方法具有处理非平衡过程的优势，因为在不久的将来，许多实验将要求这样做。因为它阐明了QTD存在的条件，它也可以帮助我们以系统的方式从第一原理解决量子热力学的基本问题。然后，我们研究了一类开放量子系统，其中完全的非平衡动力学可以精确求解，即$N$强耦合谐振子的量子布朗运动，与标量场环境强烈相互作用。这里我们着重讨论内能、热容和第三定律。我们显示了这类物理模型，除其他发现外，广泛的属性的内能，积极的热容量和有效性的第三定律的角度来看的行为的热容量向零温度。从精确解和定量分析中得到的这些结论清楚地反驳了在这样的系统中负比热的说法，并消除了在这样的系统中热力学第三定律的有效性依赖于量子纠缠的指控。
2018-01-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Phonon heat transport in cavity-mediated optomechanical nanoresonators
非平衡态热力学中的热输运是一个重要的研究前沿，它对于实现新型热力学装置，如热机和制冷机至关重要。对流、传导和辐射是众所周知的传递热能的基本方式。在这里，我们展示了一种新的机制，声子热输运之间的空间分离的纳米机械谐振器耦合的腔增强的长程相互作用。热化和非平衡动力学的单一轨迹受到实时监测。我们发现，在强耦合区，瞬时热流在非平衡稳态中反直觉地来回振荡，这在热能传递过程中自发地发生在临界点以上。在温度梯度驱动的远离平衡系统中，验证了非平衡稳态热流精度的普适界，即热力学测不准关系。我们的研究结果揭示了一个以前未观察到的现象，热传递与机械振荡器，并提供了一个操场，在非平衡态热力学的基本理论测试。
2020-08-15 cond-mat.stat-mech physics.optics
Fluctuations, Response, and Resonances in a Simple Atmospheric Model
利用Ruelle响应理论研究了一个简单的准地转大气正压模式对影响其强迫和耗散的各类扰动的响应。我们调查这种扰动的几何构造的协变李雅普诺夫向量的未扰动系统，并发现在一个特定的情况下-地形强迫-一个实质性的投影的强迫到稳定的方向的流动。这导致形成Rossby状波的共振响应，其在相同的空间和时间尺度范围内与非受迫变化没有相似之处。这样的气候突变违反了涨落耗散定理，而这与非平衡统计力学的基本原理是一致的。共振可以归因于一组特定的很少访问的不稳定的周期轨道的未扰动系统。我们的研究结果加强了使用非平衡统计力学和高维混沌动力系统的基本方法来解决气候动力学问题的想法。
2017-02-22 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.ao-ph
Mode Coupling Theory for Nonequilibrium Glassy Dynamics of Thermal Self-Propelled Particles
We present a promising mode coupling theory study for the relaxation and glassy dynamics of a system of strongly interacting self-propelled particles, wherein the self-propulsion force is described by Ornstein-Uhlenbeck colored noise and thermal noises are included. Our starting point is an effective Smoluchowski equation governing the distribution function of particle's positions, from which we derive a memory function equation for the time dependence of density fluctuations in nonequilibrium steady states . With the basic assumption of absence of macroscopic currents and standard mode coupli…
2017-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The nonequilibrium statistical mechanics of Markov interacting particles
CUNY Graduate Centre（纽约市立大学研究生中心）
研究马尔可夫相互作用粒子耦合随机系统，核心方法围绕正则条件概率，通过对数似然等检测历史条件律分解，贡献是为边界筛选等提供通用语言，还涉及相关能量计算及耦合衡量。
2026-07-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Beyond the boundaries of the second law of thermodynamics: Intrinsic-nonequilibrium distribution of large ions in charged small nanopores
University of California – San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本研究通过实验将“玩具模型”的弱引力替换为强库仑力，验证了宏观系统可在无外驱动力下达到本征非平衡稳态的发现，观察到带电小纳米孔中大离子的稳态分布与热力学平衡存在差异。
2026-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Molecular Theory of Irreversibility
基于BBGKY体系，提出了N个相互作用粒子系统的吉布斯熵假设的一个推广。这个熵满足热力学的基本原理，因为它在平衡时达到最大值，并且与第二定律相一致。通过推广描述分布向量演化的Liouville方程，证明了熵产生是一个非负量。此外，遵循非平衡态热力学的程序，引入了一个输运矩阵，并导出了其微观表达式。这个框架允许一个执行非平衡稳态的热力学分析，如这里所证明的，构成最小熵产生的状态时，考虑小偏离平稳性。
2005-09-29 cond-mat.stat-mech
Numerical examination of steady-state thermodynamics from the entropy connected to the excess heat
我们用数值方法确定了热传导状态的熵，它与被认为是非平衡态稳态热力学的基本量的所谓过剩热有关。我们采用一种有效的方法从裸热流中估算熵，发现所得熵与我们熟悉的局域平衡假设符合得很好。该方法比局部平衡方法具有更广泛的适用性，为比较复杂系统的热力学性质和局部平衡的热力学性质提供了可能。我们进一步研究了热传导态的熵，发现它既具有广延性又具有可加性;然而，这两种性质并不相互退化，与平衡态的熵不同。外延性和可加性的分离使得热力学方法难以应用。
2016-03-13 cond-mat.stat-mech
Thermodynamically consistent description of the hydrodynamics of free surfaces covered by insoluble surfactants of high concentration
在本文中，我们提出了几个模型，描述了由高浓度的不溶性表面活性剂层覆盖的液膜的动力学。首先，我们简要回顾了“经典”的流体动力学形式的耦合演化方程的膜高度和表面活性剂浓度，以及建立小浓度。然后，我们重新制定的基本模型作为一个梯度动力学的基础上的自由能功能，占润湿性和毛细作用。基于非平衡热力学框架中的这种重新制定，我们提出了扩展的基本流体动力学模型，占（一）非线性状态方程，（二）表面活性剂依赖的润湿性，（三）表面活性剂相变，和（四）基板介导的冷凝。在传递中，我们讨论了重要的差异，在文献中发现的大多数模型。
2012-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Dynamics of open quantum systems
一个教程介绍的耗散量子力学模型的时间动力学的计算，其中一个小的量子系统耦合到非相互作用的玻色子或费米子水库。讨论了实时重整化群方法的基本原理和应用，其中傅立叶变量$E$与时间变量$t$共轭作为流动参数。它示出了如何一个良好的控制微扰理论可以建立在耦合到长期和对数项的浴中，表示为所有阶的微扰理论。这是通过一组微扰RG方程的有效Liouvillian和有效顶点。截断的RG方程，我们展示了如何可以获得解析的时间动态指数小，中间和指数大的时间。基本的应用程序进行了讨论的相互作用的共振能级模型内的粒子和势能交换，自旋交换的非平衡Kondo模型，欧姆自旋玻色子模型在零偏压和热交换。
2018-02-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
