Evaporation/condensation transition of the two dimensional Potts model in microcanonical ensemble
采用Wang-Landau采样方法,对正方格子上Potts模型的蒸发/凝结相变进行了数值研究。通过改变约束内能,在微正则系综中观察到过饱和态和相分离态之间的依赖于系统尺寸的离散跃迁。我们计算的微正则温度,作为微正则熵的衍生物,和冷凝比,并进行了有限尺寸标度的等温格子气模型的唯象理论预测的数值数据收敛到无穷大的尺寸限制,表明明确的趋势。
2011-11-08 cond-mat.stat-mech
Typicality for Generalized Microcanonical Ensembles
对于处于未知纯态的宏观孤立量子系统,在一般平衡和非平衡条件下,任何给定的可观测量的期望值几乎不偏离系综平均值,且具有极高的概率。特别注意的是系统状态的不可控的微观细节。对于一个子系统弱耦合到一个大的热浴,正则系综恢复下更一般和现实的假设比那些隐含在通常的微正则描述的复合系统在平衡。
2007-10-23 cond-mat.stat-mech
On the computation of the entropy in the microcanonical ensemble for mean-field-like systems
比较了最近提出的两种计算微正则系综熵的表达式,并证明了它们的等价性。这些表达式对一类统计力学系统是有效的,这类系统可称为类平均场系统。其中,这项工作只考虑最常见的哈密顿结构的系统,由一个动能项加上相互作用项只取决于组态坐标。
2006-03-28 cond-mat.stat-mech
Boltzmann entropy and the microcanonical ensemble
玻尔兹曼熵稍作修改,使其适合于讨论有限系统中的相变。作为一个例子,它表明,钟摆经历了二阶相变时,从振动到旋转状态。
2004-12-24 cond-mat.stat-mech
Generalized Fluctuation Theory based on the reparametrization invariance of the microcanonical ensemble
本文的主要工作是在考虑微正则系综的重参数化不变性的基础上推广Boltzmann-Gibbs分布和涨落理论。这种方法可以对非广延系统中的一些反常现象(如负比热的存在)作出新的解释,并可能增强某些基于统计力学的Monte Carlo方法。
2006-11-22 cond-mat.stat-mech
Critical properties of the spherical model in the microcanonical formalism
由于统计系综的等效性,具有短程相互作用的物理系统的性质可以在不同的系综中计算,从而导致相同的物理。特别是,系综等效举行的系统,经历了连续的相变在无限体积极限,使过渡的性质也可以在微正则方法进行调查。以球形模型为例,通过计算微正则系综的临界性质并与经典的正则系综结果进行比较,证明了系综的等价性。
2005-09-19 cond-mat.stat-mech
Perturbation Theory in a Microcanonical Ensemble
本文展示了如何直接使用微正则系综对非相互作用和相互作用系统进行微扰理论计算,得到了与正则系综一致的非谐振子比热和实际气体维里展开结果,并发现高温极限下量子自由粒子比热的一阶修正存在显著差异。
2022-11-05 cond-mat.stat-mech
Positive heat capacity in the microcanonical ensemble
热容为正值是系统在热力学平衡时热稳定性的标志。我们表明,这个属性仍然有效的系统与负导数的能量相对于温度,发生在一些系统所描述的微正则系综。演示依赖于考虑吉布斯平衡面上的轨迹,以及它在熵能平面上的投影。吉布斯平衡表面具有凸性,但投影可能缺乏这种性质,导致能量对温度的负导数。
2020-04-21 cond-mat.stat-mech
Gravitation in the Microcanonical Ensemble: Appropriate Scaling Leading to Extensivity and Thermalization
我们介绍了一个简单的模型,硬球引力相互作用,我们研究了一个合适的标度限制。尽管有长范围的引力相互作用,但仍然保持了物质的广泛性质。我们表明,局部热化自发出现在一个微正则描述的定态。在所考虑的比例限制,由此产生的密度分布可以确定在一个流体静力学的方法。
2012-10-20 cond-mat.stat-mech
Asymptotic formulas for integer partitions within the approach of microcanonical ensemble
整数分区的问题是解决使用微正则的方法,这是基于这个问题之间的类比在数论和计算的多玻色子系统的微观状态。对于普通的(一维)分区,校正的领先的渐近。二维(平面)分区的数量的估计与已知的渐近结果相一致。
2012-10-04 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium microcanonical and canonical ensembles and their equivalence
最近,人们提出了马尔可夫过程路径的微正则系综和正则系综的推广,以描述稳态驱动的非平衡系统的统计性质。在这里,我们提出了一个理论,这些合奏,统一和推广以前的结果,并显示它是如何从根本上关系到大偏差性质的非平衡系统。使用这个理论,我们提供了条件的非平衡合奏的等价性,概括那些发现的平衡系统,构建驱动的物理过程,产生这些合奏,并重新推导出一个简单的方式已知的和新的产品规则,其过渡率。一个非平衡扩散模型被用来说明这些结果。
2013-09-17 cond-mat.stat-mech
Phase Transitions in Small Systems: Microcanonical vs. Canonical Ensembles
我们比较了微正则系综和正则系综的小模型系统中的相变(类)现象。该模型系统对应于一些经典的(非量子)点粒子限制在一个一维的盒子和相互作用,通过Lennard-Jones型对势。通过这些简单的例子,已经可以表明,一个小系统的微正则热力学函数可以表现出丰富的振荡行为,特别是,奇点(非解析性)分离不同的微观阶段。这些微观相可以被识别为小系统的不同微观物理解离状态。微正则热力学量(如温度、热容或压力)的微观振荡原则上应该在适当设计的蒸发/离解实验中观察到(必须实现微正则系综的物理前提)。相比之下,奇异相变不会发生,如果一个小系统嵌入到一个无限的热浴(恒温器),对应于正则系综。对于所考虑的简单模型系统,通过研究正则配分函数的复零点的分布,仍然可以识别光滑的正则相变。
2006-05-10 cond-mat.stat-mech
Critical-point finite-size scaling in the microcanonical ensemble
我们发展了一个标度理论的微正则熵(态密度)的临界发散的热容量系统的有限尺寸的临界行为。利用微正则熵和正则能量分布之间的联系来建立前者,并证实其预测的标度形式,在三维伊辛普适类的情况下。我们表明,标度行为出现时,一个帐户的负背景常数贡献的正则临界比热的影响清楚。我们表明,这个相同的常数起着重要的作用,在确定所观察到的有限大小的系统的典型和微正则比热之间的差异,在临界区域。
1999-08-02 cond-mat.stat-mech
How accurately can the microcanonical ensemble describe small isolated quantum systems?
我们数值研究了不可积硬核玻色-哈伯德模型的量子猝灭,以检验小孤立量子系统中微正则系综的准确性。我们发现,在一定范围内的系统大小,精度增加的希尔伯特空间$D$的维数为$1/D$。我们把这种快速的改善归因于多体能量本征态之间没有相关性以及本征态热化。在该范围之外,发现准确度与$1/\sqrt{D}$成比例,并随着系统大小的代数提高。
2015-07-12 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic versus statistical nonequivalence of ensembles for the mean-field Blume-Emery-Griffiths model
我们说明了一种新的表征不等价的统计力学系综使用平均场布卢姆-埃默里-格里菲斯(BEG)模型作为测试模型。新的表征在微正则和正则平衡态分布的水平上起作用。由于这个原因,它可以被看作是一个统计特性的非等价系综的扩展和补充的基础上非凹异常的微正则熵的非等价系综的共同热力学特性。通过数值计算的微正则和正则集的平衡态分布的BEG模型,我们表明,微正则熵是非凹的平均能量值,微正则分布的状态无处实现的正则系综。此外,我们表明,微正则熵是严格凹的平均能量的值,平衡态的微正则分布可以放在一对一的对应关系与等价的正则平衡态分布。我们的数值计算说明了一般结果有关热力学和统计等价性和不等价性的合奏证明埃利斯,黑文,和Turkington [J.统计。101,999(2000)]。
2004-03-18 cond-mat.stat-mech
Condensate Fluctuations in Trapped Bose Gases: Canonical vs. Microcanonical Ensemble
研究了理想玻色-爱因斯坦凝聚体中正则系综和微正则系综下粒子数的涨落。采用梅林-巴恩斯变换,我们推导出简单的表达式,连接凝聚粒子的正则数,它的波动,以及正则和微正则波动之间的差异的Zeta函数的极点,这是由激发的单粒子水平的捕获势。对于一维和三维谐波陷阱的特定例子,我们详细探讨了微正则统计,与鞍点方法的帮助下。强调了整数分拆理论与一维谐振子阱中理想玻色子的统计力学之间的密切联系,并利用数学论证,导出了大整数分拆时被加数涨落的精确公式.
1998-04-16 cond-mat.stat-mech
The Berezinskii Kosterlitz Thouless phase transition is of second-order in the microcanonical ensemble
本文通过微正则系综分析二维 XY 模型,证明 BKT 相变是二级相变而非正则系综中的无穷级相变,揭示了统计系综不等价性的新例证。
2023-05-27 cond-mat.stat-mech
Dipolar needles in the microcanonical ensemble: evidence of spontaneous magnetization and ergodicity breaking
我们用数值模拟和解析近似方法研究了微正则系综中具有纯偶极相互作用的针状三维经典自旋系统。我们观察到不同的有限立方晶格的自发磁化。从顺磁到铁磁相的过渡被证明是一阶的。对于两种晶格类型,我们已经观察到磁化翻转的相变区域。在某些情况下,磁化强度的可访问值出现了缺口,这是具有长程相互作用的系统的遍历性破坏的特征。我们分析解释这些影响,通过执行一个非平凡的映射模型的哈密顿到一个一维的伊辛模型与竞争的反铁磁最近邻和铁磁平均场相互作用。这些结果暗示在孤立的偶极针上进行实验,以验证在微正则系综中具有长程相互作用的系统的一些奇异性质。
2013-08-24 cond-mat.stat-mech
Non-extensivity of the configurational density distribution in the classical microcanonical ensemble
我们证明了经典气体的组态概率分布总是属于q-指数族。因此,构形子系统在Tsallis意义上是非广延的。这一观察的结果之一是,热力学的配置子系统是唯一确定的标度函数。作为一个例子,我们考虑一个系统的非相互作用的谐振子。在这个例子中,标度函数可以根据这样的要求来确定,即在大系统的极限下,组态子系统的微正则温度应该与正则系综的温度一致。结果表明,Renyi的熵函数是相关的,而不是Tsallis的。
2009-05-05 cond-mat.stat-mech
Extended gaussian ensemble solution and tricritical points of a system with long-range interactions
高斯系综及其推广形式在理论上起着在微正则系综和正则系综之间进行插值的重要作用。在这里,扩展高斯系综(EGE)的Blume-Capel(BC)模型与无限程相互作用的热力学性质进行了分析。该模型根据微正则系综和正则系综对一阶相变线给出了不同的预测。从EGE的方法,我们明确的解析微正则解。此外,一般EGE解决方案允许一个详细说明如何稳定的微正则态的高斯参数$γ$的增加是连续恢复。我们发现,在相图的正三临界点和微正则三临界点之间的区域中,恢复微正则态并不需要取理论上期望的极限$γ\to \infty$。通过分析熵随磁化强度的变化,我们认识到随着能量的降低,存在不可达的磁态,从而导致遍历性。
2010-05-21 cond-mat.stat-mech
Dynamical approach to the microcanonical ensemble
提出了一种计算给定哈密顿系统热力学性质的解析方法。这种方法结合了动力学系统和热力学系综方法的思想,事实上提供了一种可能的替代传统Enclosures方法。从有效运动方程中提取热力学性质。这些方程是通过引入一个一般的变分原理,适用于一个行动的平均超过一个统计合奏的路径上定义的恒定能量表面。首先将该方法应用于一维(β)-FPU链和二维晶格(β ^{4})模型。在这两种情况下,该方法给出了一个很好的洞察力,他们的一些统计和动力学性质。
2002-09-17 cond-mat.stat-mech
Negative magnetic susceptibility and nonequivalent ensembles for the mean-field $ϕ^4$ spin model
我们计算了微正则系综中平均场$ϕ^4$自旋模型的热力学熵随模型能量和磁化强度的变化。熵及其导数是从大偏差理论以及Rugh的微正则形式主义中获得的,微正则形式主义是通过计算微正则分子动力学模拟中合适的可观测量的平均值来实现的。我们的主要发现是,熵是一个凹函数的能量的所有值的磁化强度,但非凹的磁化强度的功能,为某些值的能量。这最后一个属性意味着,磁化率的模型可以是负的,当计算微正则为固定值的能量和磁化。这提供了一个磁化模拟的负热容,这是众所周知的,通常与非等效的微正则和正则系综。这里,不等价的两个系综是能量和磁化保持固定的微正则系综和能量和磁化仅通过固定温度和磁场平均固定的正则系综。
2007-02-01 cond-mat.stat-mech
The extended gaussian ensemble and metastabilities in the Blume-Capel model
具有无限程相互作用的Blume-Capel模型在正则和微正则系综中都给出了解析解,因此,它的相图在两个系综中都是已知的。该模型表现出非等价解,微正则热力学特征表现出非凹熵、负比热和热力学温度跳跃等特殊行为。非等价系综的例子一般与经历正则一阶相变的长程相互作用系统有关。最近,扩展高斯系综(EGE)的解决方案,获得了该模型。高斯系综及其扩展形式可以看作是微正则系综的正则化。他们被称为微正则和正则之间的插值合奏的作用。在这里,我们明确地表明如何微正则能量平衡态有关的亚稳态和不稳定的正则解的布鲁姆-Capel模型是从EGE,它提出了一个凹的“扩展”熵作为能量的函数恢复。
2010-06-03 cond-mat.stat-mech
Non-analytic microscopic phase transitions and temperature oscillations in the microcanonical ensemble: An exactly solvable 1d-model for evaporation
我们精确计算了具有分段常数Lennard-Jones型对相互作用的一维模型系统的微正则和正则热力学函数(TDFs)。在一个孤立的$N$ -粒子系统的情况下,微正则TDFs表现出(N-1)奇异(非解析)的形式顺序N/2的微观相变,分离N能量不同的蒸发(离解)状态。在适当设计的蒸发实验中,这些类型的相变应该以压力和温度振荡的形式表现出来,表明蒸发冷却。在热浴(恒温器)的存在下,这种振荡是不存在的,但正则热容显示出一个特征峰,表明温度诱导的一维链的解离。正则分区的复零点(DOZ)分布可以用来识别正则系综中不同的解离程度。
2006-06-21 cond-mat.stat-mech
Microcanonical Analysis of Exactness of the Mean-Field Theory in Long-Range Interacting Systems
在微正则系综下研究了具有非加性长程相互作用的经典自旋系统。人们期望这样的系统的熵与相应的平均场模型的熵相同,这被称为“平均场论的精确性“。结果表明,如果微正则系综与平均场模型中的正则系综不等价,则这一期望不一定成立。此外,还得到了平均场论正确性的充分必要条件.我们对两个具体模型,退火空位α-Potts模型和不可见态α-Potts模型,研究了这些条件。
2012-05-23 cond-mat.stat-mech
Fluctuation-Dissipation Theorem for the Microcanonical Ensemble
本文用线性响应理论推导了微正则系综的涨落耗散定理。该定理被表述为对称相关的频谱与响应函数之间的关系。当系统不处于热动力极限时,这一结果可以看作是波动耗散关系到动力学波动决定响应的情况的延伸。因此,这里提出的平衡涨落和响应之间的关系可以有一个非常不同的物理性质,从通常的正则系综。这些考虑意味着涨落-耗散定理并不局限于通常推导出的热平衡。色散关系和求和规则也得到并讨论在本情况下。虽然类似于Kramers-Kronig关系,但它们与频谱无关,而是与响应函数的能量依赖性有关。
2008-09-11 cond-mat.stat-mech
Critical temperature determination on a square-well fluid using an adaptation of the Microcanonical-ensemble computer simulation method
在这项工作中,一种新的方法来评估的液-汽临界温度使用的微正则系综计算机模拟方法(MCE)的推广。本文给出了具有$λ/σ= 1.5$相互作用范围的方阱流体的化学势-密度等温线:从这些曲线中可以提取出不同体系尺寸的临界温度,观察临界区域内化学势曲线的斜率随温度的变化。利用不同的系统尺寸和有限尺寸标度(FSS)理论,在不预先知道$T_c$或$ν$的情况下,获得了临界温度$T_c=1.2180(29)$和临界指数$ν=0.65(3)$。这些结果与该系统的报道值吻合良好。
2019-04-01 cond-mat.stat-mech
Microcanonical ensemble out of equilibrium
European Molecular Biology Laboratory(欧洲分子生物学实验室);Heidelberg University(海德堡大学);Utrecht University(乌得勒支大学);Politecnico di Torino(都灵理工大学);INFN, Sezione di Torino(意大利国家核物理研究所都灵分部)
本文提出了一种基于微正则caliber原理的非平衡态动态集合论,通过扩展玻尔兹曼方法,系统发展了广义详细平衡关系并推导了随机热力学关键方程。
2025-05-30 cond-mat.stat-mech
Ensemble equivalence in spin systems with short-range interactions
研究了在一级相变存在下,具有短程相互作用的自旋系统的系综等价问题。球模型与非线性最近邻相互作用的正则和微正则系综精确求解。结果表明,在一级跃迁点处,微正则熵是非凹的,因此比热是负的。为了解决这个矛盾,我们表明,一个非常规的鞍点应选择在微正则计算,代表相分离。XY模型与非线性相互作用也研究了微正则蒙特卡罗模拟在两个维度,看看这个模型的行为与球形模型相比。
2011-08-07 cond-mat.stat-mech
Many-body spin glasses in the microcanonical ensemble
利用复制理论研究了微正则系综中具有高斯分布随机相互作用的p自旋模型。当p=2时,只存在二级相变,我们恢复了Sherrington和Kirkpatrick在正则系综中得到的结果.当p > 2时,铁磁相和顺磁相之间的相变为一级相变,微正则系综和正则系综给出了不同的结果。我们还讨论了随机能量模型的系综不等价性,对应于极限p =>无穷大。这是第一次系统地处理自旋玻璃与长程相互作用的微正则系综,这表明如何两个系综给出不同的结果。
2011-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Quantum master equation for the microcanonical ensemble
利用投影超算符,我们给出了作者在Phys. Rev. E { \bf 68},066112(2003)中首次得到的量子主方程的一个新的推导。我们发现,这个方程描述了一个子系统的动力学弱相互作用的环境中的有限热容量和最初描述的微正则分布。在应用旋转波近似的方程,我们表明,子系统的动力学保持总系统(子系统加环境)的能量,并趋向于一个平衡态,对应于均分内的总系统的能量壳。对于无限热容量的环境,这个方程减少到Redfield主方程的一个子系统与恒温器相互作用。这些结果应该是特别感兴趣的,以描述在纳米系统中的环境可以有一个有限数量的自由度和微正则和正则系综之间的等价性,因此并不总是保证松弛和退相干。
2007-10-11 cond-mat.stat-mech
Partial equivalence of statistical ensembles and kinetic energy
通过讨论平均场XY和平均场球模型两个例子,说明了统计系综的部分等价性。这些系统的组态部分表现出微正则和正则系综的部分等价性。此外,组态微正则熵是一个光滑的函数,而组态自由能的非分析点表明在正则系综中存在相变。在存在一个标准的动能的贡献,部分等价性被删除,并产生非解析也microcanonically。因此,与通常的看法相反,动能,即使是动量的二次形式,对热力学行为也有重要的影响。作为一个副产品,我们提出的微正则解的平均场球模型的动能有限和无限的系统尺寸。
2007-01-15 cond-mat.stat-mech
Derivation and Improvements of the Quantum Canonical Ensemble from a Regularized Microcanonical Ensemble
我们开发了一个正则化的量子微正则系综,称为高斯系综,它可以用于从微正则原理导出正则系综。推导不同于通常的方法,给出了解释,乍一看不合理的,有效性的规范合奏时,适用于某些小的,孤立的,系统。该方法还允许直接识别之间的参数的微正则和正则系综,它产生简单的指标和严格的界限的有效性的近似。最后,我们推导出一个渐近展开的微正则校正的正则系综为这些系统,这是附近,但不完全,在临界极限,并显示如何以及为什么正则系综也可以应用于系统的状态密度呈指数增长。整个文件的目的是保持数学严谨性完整,同时试图产生物理和实际有趣的结果。
1998-09-07 cond-mat.stat-mech hep-th
Markov trajectories : Microcanonical Ensembles based on empirical observables as compared to Canonical Ensembles based on Markov generators
由马尔可夫生成器$M$产生的轨迹$x(0 \leq t \leq T)$的包围可以被认为是“规范的”,原因如下:(C1)轨迹$x(0 \leq t \leq T)$的概率可以被重写为其相关的经验时间平均可观测量$E_n$的线性组合的指数,其中涉及马尔可夫生成器的系数是它们的固定共轭参数;(C2)对于大的$T$,这些经验观测量$E_n$的大偏差性质由水平2.5的显式速率函数$I^{[2.5]}_M (E_.) $决定,而在热力学极限$T=+\infty$中,它们集中于由马尔可夫生成元$M$确定的它们的典型值$E_n^{typ[M]}$。在热力学极限$T=+\infty$中的这种浓度属性建议在2.5级引入随机轨迹$x(0 \leq t \leq T)$的“微正则包络”的概念,其中所有相关的经验变量$E_n$固定为某些值$E^*_n$,并且对于有限的$T$不再波动。(MC 1)当长轨线$x(0 \leq t \leq T) $属于具有固定经验观测量$E_n^*$的微正则包络时,它的子轨线$x(0 \leq t \leq τ) $对于$1 \ll τ\ll T $的统计量由与马尔可夫生成元$M^*$相关联的正则包络所控制,这使得经验观测量$E_n^*$具有典型性;(MC 2)在微正则Ensemble中,中心作用由具有给定经验观测值$E^*_n$的持续时间$T$的随机轨迹的数量$Ω^{[2.…
2022-08-30 cond-mat.stat-mech
Recovering the equivalence of ensembles
在一些具有长程相互作用的自旋模型的计算中,正则系综和微正则系综中热力学结果的等效性受到质疑。我们发现,这些索赔的不等价性有关的独立(密度)变量的定义不充分的微正则系综。我们用一个简单的自旋为1的理想顺磁体的例子来说明这一点,然后重新讨论Barré,Mukamel和Ruffo对平均场自旋为1的Blume-Capel模型的原始计算。如果微正则系综定义在足够的密度变量,我们表明,有没有不同意的计算在通常的正则系综(与固定的热力学场变量)。
2015-01-16 cond-mat.stat-mech
Transition barrier at a first-order phase transition in the canonical and microcanonical ensemble
我们比较了伴随着一阶相变的正则和微正则系综的过渡势垒。这是直接编码的概率分布的标准大都会蒙特卡罗模拟和适当的微正则采样技术。对于液滴形成的例子,我们发现,在这两个合奏的过渡势垒尺度如预期的,但在微正则系综的障碍是小得多。此外,它随系统大小的增长较弱,这将增强较大系统的这种差异。我们为这一观察提供了一个直观的物理解释。
2017-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hidden gauge structure and derivation of microcanonical ensemble theory of bosons from quantum principles
玻色子的微正则系综理论是从量子力学出发,利用隐规范结构导出的。Pegg-Barnett形式主义所描述的与此规范结构相关的相对相位相互作用,示出导致完美的退相干的热力学极限和先验概率相等的原则,同时。
2002-05-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Complete Analysis of Phase Transitions and Ensemble Equivalence for the Curie-Weiss-Potts Model
利用大偏差理论分析了Curie-Weiss-Potts自旋模型的相变结构。这种分析是进行正则系综和微正则系综。除了给出明确的公式的微正则熵和平衡宏观态相对于两个合奏,我们分析合奏等价性和不等价性在平衡宏观态的水平上,与这些微正则熵的支持和支持属性。Curie-Weiss-Potts模型是第一个对其进行了如此详细和严格分析的统计力学模型。
2004-10-28 cond-mat.stat-mech
Direct derivation of microcanonical ensemble average from many-particle quantum mechanics
本文从$N$粒子的量子力学出发,证明了仅用长时间平均和等能态等几率假设,就可以直接导出物理量$A$的微正则系综平均。该系统被认为是嵌入在外部世界,我们描述他们的密度矩阵方法。
2013-07-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Classification of phase transitions and ensemble inequivalence, in systems with long range interactions
具有长程相互作用的系统通常不是可加的,这可能导致微正则系综和正则系综的不等价性。微正则系综可能表现出比正则系综更丰富的行为,包括负比热和其他非常见的行为。我们提出了一个分类的微正则相变,他们的链接规范的,和可能的情况下,合奏不等价。我们讨论以前观察到的相变和不等价的自引力,二维流体动力学和非中性等离子体。我们注意到在这种系统中尚未观察到的一些一般情况。
2004-10-20 cond-mat.stat-mech
On the equivalence of the microcanonical and the canonical ensembles: a geometrical approach
本文将微正则系综在相空间中所包围的体积看作是一个统计系综。这可以解释为微正则图像和正则图像之间的中间图像。通过保持遍历假设在这个合奏,也就是说,等概率的所有可访问的状态,等价的这个合奏在热力学极限与微正则和正则系综建议通过几何参数。麦克斯韦分布和玻尔兹曼-吉布斯分布从这个形式主义。在附录中,还给出了从正则系综的一个新的微正则像导出玻尔兹曼因子的方法。
2007-09-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD stat.ME
Modified Jarzynski equality in a microcanonical ensemble
本研究针对微正则系综中传统Jarzynski等式不成立的问题,推导了依赖功协议路径逆温度的修正等式,可改进近等温过程的功界,还验证了其在受驱二能级自旋系统中的有效性。
2025-01-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative microcanonical ensemble preparation from KMS-detailed balance
IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center(IBM量子,IBM T.J.沃森研究中心);UC Davis(加州大学戴维斯分校);IBM Research(IBM研究院)
本文提出利用开放系统动力学最新进展,扩展了基于精确KMS详细平衡的构造,用于高效制备稳态态,并探讨微正则集与吉布斯集之间的局部算子等价性测试。
2026-04-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite Temperature Dynamical Correlations using the Microcanonical Ensemble and the Lanczos Algorithm
我们展示了如何推广零温度Lanczos方法计算动态关联函数有限的温度。关键是微正则系综,它允许我们用一个适当选择的状态来代替所涉及的正则系综;在热力学极限下,它提供了与正则系综相同的物理,但具有单一期望值的评估。我们可以采用与零温度相同的系统尺寸,但是尽管小系统中存在的统计波动是禁止的,但最大系统尺寸的光谱却令人惊讶地平滑。我们调查,作为一个测试案例,自旋-1/2各向异性海森堡模型的自旋电导率,特别是我们提出了一个比较的光谱得到的正则和微正则系综方法。
2003-02-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Microcanonical ensemble simulation method applied to discrete potential fluids
在这项工作中,我们扩展了微正则系综模拟方法的适用性,最初提出的研究伊辛模型(A。Hüller和M. Pleimling,Int. Journal of Modern Physics C,13,947(2002),arxiv:cond-mat/0110090),对于简单流体的情况。通过测量宏观状态之间的跃迁速率概率,开发了一种算法,该算法相对于传统的Monte Carlo NVT(MC-NVT)模拟具有优势,即在单次运行中覆盖了连续的温度范围。对于一个给定的密度,这种新的算法提供了逆温度,可以参数化的内能的函数,然后通过数值导数的等容热容进行评估。作为一个说明性的例子,我们考虑一个流体组成的粒子通过一个方阱(SW)对势的可变范围的相互作用。平衡内能和等容热容量获得非常高的精度相比,从MC-NVT模拟获得的数据。这些结果是重要的背景下的应用程序的Hüller-Pleimling方法的离散电位系统,这是基于一个概括的SW和方肩流体的属性。
2015-09-15 cond-mat.stat-mech
Equivalence between microcanonical methods for lattice models
发展可靠的方法来估计微正则平均值是统计力学的一个重要问题。一种可能性是通过巨正则系综中的典型关系来计算给定的微正则量。但是考虑到不同的系综只有在热力学极限下才是等价的,一个自然的问题是有限尺寸效应是否会阻止这样的过程。在这项工作中,我们彻底调查这个查询在不同的系统产生第一和第二阶相变。我们的研究是从热力学关系$(\frac{\partial s}{\partial e})$,其中熵是从态密度得到的直接比较。有限尺寸的系统分析进行。我们发现,虽然结果变得不等价的极低的系统尺寸,等价性适用于相当小的$L$的。因此,直接,简单(与其他成熟的方法相比)和非常精确的微正则量可以从所提出的方法。
2012-10-01 cond-mat.stat-mech
Nonuniqueness of Canonical Ensemble Theory arising from Microcanonical Basis
对于给定的物理系统,其统计力学描述的计数规则一般不需要是唯一的。它表明,这种非唯一性导致存在的各种规范合奏理论,同样产生于确定的微正则基础。因此,正则系综理论的吉布斯定理不是普适的,最大熵原理需要在每一个物理背景下进行适当的修改。
2000-10-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
First-order microcanonical transitions in finite mean-field models
从热力学和动力学的角度研究了具有无限程耦合的N体哈密顿系统的微正则一级相变,即从团簇到均匀相的相变.在微正则系综中,比热可以是负值,但除此之外,当能量连续变化时,微正则一级跃迁表现出温度不连续性(与正则系综中的潜热是对偶现象)。在过渡区,每个粒子的熵表现出,作为序参量的函数,两个相对的最大值分开的最小值。的亚稳态的弛豫示出被统治的激活过程引起的内在有限的N波动。特别是,数值证据表明逃逸时间与N呈指数发散,增长率由熵垒给出。
2004-01-12 cond-mat.stat-mech
Generalized quantum microcanonical ensemble from random matrix product states
本文提出了一种有效采样广义微正则系综量子纯态的张量网络算法。该算法包括在最近推出的合奏随机矩阵产品状态的功率方法的适应。我们考虑的微正则系综的特点是参与的能量本征态不需要具有相同的统计权重。为了测试的方法,我们将其应用到海森堡模型与外部磁场,我们发现,磁化曲线,由于微正则约束,是定性不同的正则系综。未来可能的应用包括研究量子猝灭后演化的孤立量子系统。
2013-09-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
General method to perform Microcanonical Monte Carlo Simulations
蒙特卡罗模拟促进了几个不同的物理系统的数值研究,特别是,正则系综一直是特别有用的,因为存在简单和有效的松弛算法,需要最小化的能量,相关的广泛的热力学变量出现在概率分布,这驱动系统经过热化过程达到平衡。然而,大自然并不知道统计系综,因此,它是可取的,并在理论上的挑战,以显示如何进行有效的数值模拟中的微正则系综。本文提出了一种基于构型温度估计器\cite{Rugh,GDP}和随机动力学的方法,该方法与Monte Carlo更新策略无关,可用于局部更新或聚类算法。我们说明了该方法的主要特点,通过执行的平面相互作用的经典自旋系统,称为二维XY模型的数值模拟。
2019-10-28 cond-mat.stat-mech
Comparison of canonical and microcanonical definitions of entropy
100多年来,微正则系综一直是统计力学的核心概念之一,它提供了一种计算特定能量下热力学熵的方法。最近,基于微正则系综的熵的两种不同定义之间出现了争议:(1)玻尔兹曼熵,由指定能量下的态密度定义,以及(2)吉布斯熵,由定义低于指定能量的态密度的总和或积分。这些定义的结果之间的一个关键区别涉及负温度的概念,根据吉布斯的定义,这是不存在的。在本文中,我们质疑的基本假设,微正则系综应被用来定义熵。我们的论点是基于最近提出的熵作为能量的函数的规范定义。我们调查的预测玻尔兹曼,吉布斯和规范的定义为各种经典和量子模型,包括模型表现出一阶相变。我们的结果支持了负温度概念的有效性,但并不适用于所有态密度递减的模型。我们发现,只有正则熵始终预测正确的热力学性质,而微正则熵的定义,包括玻尔兹曼和吉布斯,是正确的,只有一组有限的简单模型。
2016-07-01 cond-mat.stat-mech
Ensemble inequivalence in random graphs
我们提出了一个完整的分析解决方案的Potts自旋系统的随机k-正则图的正则和微正则系综,使用大偏差腔方法(LDCM)。该解被证明是由三个不同的分支,从而在一个非凹熵functions.The解析解被确认与数值大都会和Creutz模拟和我们的结果清楚地表明存在一个区域的负比热,因此,合奏之间的不等价的正则和微正则系综。
2007-05-16 cond-mat.stat-mech
Microcanonical Effective Partition Function for the Anharmonic Oscillator
微正则有效配分函数,构造从Feynman-Hibbs势,使用广义系综理论。有效哈密顿量的形式是服从蒙特卡罗模拟技术和相应的Metropolis函数。利用导出的微正则有效配分函数表达式,数值计算了非简谐势中质子的低温熵,并与量子力学正则结果进行了比较.
2017-08-11 cond-mat.stat-mech
Equivalence condition for the canonical and microcanonical ensembles in coupled spin systems
通常假设,没有理由,系统和浴之间的弱耦合是正则系综和微正则系综等价的必要条件。例如,在正则系综中,如果系统和浴是非耦合或弱耦合的,则温度出现。我们研究了这种弱耦合近似的有效区域,使用耦合复合自旋系统。我们的结果表明自旋耦合强度可以和系统的能级间距一样大,表明弱耦合近似的有效区域比通常预期的要宽得多。
2010-07-22 cond-mat.stat-mech quant-ph