Cooling rate, heating rate and aging effects in glassy water
我们报告了一个分子动力学模拟的势能景观的性质的研究由一个系统的水分子采样的过程中产生的玻璃冷却，并在再生的过程中的平衡液体通过加热玻璃。我们研究了这些过程的依赖性的冷却/加热速率以及老化的作用（在玻璃状态下经过的时间）。我们比较了在这些过程中采样的势能景观的性质与相应的性质在液体平衡态采样，以阐明在何种条件下玻璃配置可以与平衡液体配置。
2004-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glass Polymorphism in TIP4P/2005 Water: A Description Based on the Potential Energy Landscape Formalism
势能面（PEL）是描述过冷液体和玻璃的统计力学方法。在这里，我们使用BEL形式主义，通过对TIP 4P/2005水分子模型的计算机模拟，研究低密度无定形冰（LDA）和高密度无定形冰（HDA）之间的压力诱导转变。我们发现，在LDA-HDA转换过程中，系统采样的PEL的性质表现出异常的行为。特别是，在LDA-HDA转换过程中的密度变化是近似不连续的条件下，让人想起一阶相变，我们发现，（i）固有结构（IS）的能量，$e_\text{IS}(V)$，是一个凹函数的体积，和（ii）的IS压力，$P_\text{IS}(V)$，表现出范德华力的循环。此外，在IS处的PEL的曲率是异常的，是$V$的非单调函数。与以前的研究一致，我们的工作表明，条件（i）和（ii）是必要的（但不是足够的）的PEL的LDA-HDA转换的签名，让人想起一阶相变。我们还发现，人们可以确定两个不同的区域的PEL，一个与LDA和HDA。我们的计算机模拟使用广泛的压缩/解压和冷却速率进行。特别是，我们最慢的冷却速率（0.01 K/ns）是在超淬火实验中使用的实验速率，以产生LDA。有趣的是，我们在$T=80$ K和不同速率下获得的LDA-HDA转变压力非常好地外推到相应的实验压力。
2019-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Potential Energy Landscape Study of the Amorphous-Amorphous Transformation in H$_2$O
我们研究了潜在的能量景观探索过程中的SPC/E（扩展简单点电荷）模型的水的压缩-减压循环。在循环过程中，系统从低密度无定形冰（LDA）转变为高密度无定形冰（HDA）。在循环之后，系统不会返回到景观的相同区域，这支持了不止一个显著不同的配置对应于LDA的有趣的可能性。我们发现，该地区的景观在此过渡期间探索的性质显着不同的探索在液相中的热平衡。
2003-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Potential energy landscape-based extended van der Waals equation
固有结构（{ \it IS}）是{ \it N}原子系统的势能面或景观$U({\bf r})$的局部最小值。Stillinger给出了热力学的精确{ \it IS}公式。在这里的状态方程的影响进行了调查。结果表明，具有密度依赖的$a$和$b$系数的范德华方程（{ \it vdW}）在平均{ \it IS}能量的高温平台上成立.然而，在较低的$T$处发现了对压力的额外“贡献”。由此产生的扩展的{ \it vdW}方程，不同于原来的，是能够产生一个水状的密度异常，在共存区域中的平坦等温线{ \it vs} { \it vdW}环，和其他几个理想的功能。在Lennard-Jones流体中，在宽的约化密度范围$2.0 \ge ρ\ge 0.20$内模拟平台能量、{ \it IS}的分布宽度和"峰值“温度。拟合数据产生一个明确的状态方程，这被认为是有用的，在高密度，但它再现了已知的值$a$和$b$在临界点。
2003-08-07 cond-mat.stat-mech
Preferential attachment during the evolution of a potential energy landscape
先前已经证明，势能景观上的连通极小点网络是无标度的，这反映了极小点周围吸引力盆地面积的幂律分布。在这里，我们通过研究13原子团簇的势能景观如何随着势能范围的变化而演变，来了解更多关于这些令人困惑的性质的物理起源。特别是，在减少潜在的范围内，固定点的数量增加，因此景观变得粗糙，网络变得更大。因此，我们能够跟踪势能景观的演变，从一个只有一个最小值的景观到一个有许多最小值和无标度连接模式的复杂景观。我们发现，在这个增长过程中，新的边缘在网络的连接最小优先重视更高的连接最小，从而导致无标度字符。此外，当势的范围较短时，网络较大时出现的极小值具有较小的吸引域。由于网络呈指数增长，因此有许多这样的较小盆地，因此观察到的增长过程也会导致盆地超面积的幂律分布。
2007-06-20 cond-mat.stat-mech
Saddles on the potential energy landscape of a Lennard-Jones liquid
通过分子动力学模拟，研究了Lennard-Jones液体中势能的稳定点，给出了系统能量图景的一个纯几何表征.我们发现不稳定的程度之间的线性关系的驻点和他们的势能，我们定位的能量不稳定消失。这一阈值能量标志着能源景观中鞍形主导和极小主导区域之间的边界。Stillinger-Weber最小值的势能等于阈值能量的温度非常接近模式耦合转变温度。
2000-08-09 cond-mat.stat-mech
Normal and anomalous diffusion in random potential landscapes
在具有随机位能和随机跃迁率的晶格中的有效扩散系数与随机电阻网络中的宏观电导率之间的关系允许阐明随机势模型中异常扩散的可能来源。我们表明，子扩散是唯一可能的，如果相应的潜在的平均玻尔兹曼因子发散，或者如果在系统中的渗流浓度等于单位（或两者），超扩散是不可能在我们的系统在任何条件下。我们还显示其他有用的应用程序的这种关系。
2012-05-11 cond-mat.stat-mech
Power-law distributions for the areas of the basins of attraction on a potential energy landscape
能源景观方法已成为越来越受欢迎的分析各种各样的化学物理现象。许多这些应用的基础是固有的结构映射，它将势能景观划分为围绕最小值的吸引盆地。在这里，我们探讨这种划分的性质，通过介绍一种方法来计算盆地面积分布，并将其应用到一些典型的过冷液体。我们发现，这种概率分布是一个幂律在大量的几十年，较低的能量最小有较大的盆地的吸引力。有趣的是，这个幂律的指数与高维阿波罗填充的指数大致相同，这进一步支持了这样一种观点，即能量景观被划分为盆地的方式与空间被填充在自相似的空间填充超球填充（如阿波罗填充）中的方式之间有很强的相似性。这些结果表明，盆地的吸引力提供了一个分形的能源景观瓷砖，和一个无标度模式的最小值之间的连接是能源景观的一般属性。
2006-12-08 cond-mat.stat-mech
Structural relaxation in Morse clusters: Energy landscapes
我们进行了全面的调查的势能景观的13个原子的莫尔斯团簇，并描述了如何可以表征和可视化。我们的目标是详细说明漏斗状表面的全局特征如何随电位的变化而变化，并将这些变化与结构弛豫的动力学联系起来。我们发现，景观变得粗糙，不那么陡峭的范围内的潜在的减少，和松弛路径的全球最小值变得更加复杂。
1998-08-07 cond-mat.stat-mech
Effects of random pinning on the potential energy landscape of a supercooled liquid
我们利用能量景观方法研究了过冷液体对随机钉扎的响应。我们分类的结构相似性不同的能量最小值使用重叠的措施。这种分析揭示了不同的颗粒堆积（通过重叠表征）和能量景观上的漏斗（通过断开图表征）之间的对应关系。作为钉扎粒子的数量增加，我们发现一个交叉点，从玻璃态行为在低钉扎结构寻求景观在高钉扎，其中所有的热可及的最小结构相似。我们讨论了随机钉扎液体理论的这些结果的后果。我们还研究了能量景观如何取决于钉扎粒子的分数，包括挫折的程度和不同的包装的钉扎粒子的数量减少的演变。
2019-01-17 cond-mat.stat-mech
A discrete model of water with two distinct glassy phases
我们调查的极小模型的非结晶水，定义在一个Husimi晶格。晶格的特殊无规-规则性质是为了解释无规4配位氢键网络的形成。该模型与在液态水和过冷液态水中观察到的大多数热力学异常是一致的。此外，该模型表现出两个不同密度的玻璃相，这可以共存于一级转变。发病的一个复杂的自由能景观，其特点是指数大量的亚稳态极小值，指出了腔的方法，在1步复本对称性破缺的水平。
2010-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Transitions from Saddles of the Potential Energy Landscape
研究了经典多粒子系统势鞍点与热力学函数解析性的关系。对于有限系统，每个鞍点被发现导致玻尔兹曼熵的非解析性，并推导出这个非解析项的函数形式。对于大系统，非解析项的阶数无限增加，导致熵的可微性增加。通过分析鞍点对热力学极限态密度的贡献，我们的结果解释了如何以及在何种情况下，势能场的鞍点可能（或不可能）在热力学极限的相变的起源处.作为应用，Risau-Gusman等人关于球面模型拓扑特征的令人困惑的观察得到了阐明。
2007-07-19 cond-mat.stat-mech
Tethered Monte Carlo: Managing rugged free-energy landscapes with a Helmholtz-potential formalism
系留方法使我们能够执行蒙特卡罗模拟与守恒量的合奏。具体来说，一个耦合水库的物理量的利益，并研究统计合奏的总幅度（系统+水库）是保守的。水库实际上是集成了，这给我们留下了一个波动耗散形式主义，使我们能够恢复适当的亥姆霍兹有效潜力与高精度。这些方法显示出了极大的灵活性。事实上，我们说明了两个非常不同的应用：硬球结晶和相变的稀释反铁磁体在一个领域（物理实现的随机场伊辛模型）。系留方法有望将波纹自由能景观的卡通画转化为真实的计算。此外，它减少了算法的动态慢下来，可能是因为守恒定律持有非局部。
2011-07-11 cond-mat.stat-mech
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: The potential energy landscape ensemble
原则上，多体系统的所有动力学复杂性都被封装在原子运动的势能景观中--这一观察表明，动力学的本质应该由这些景观的几何形状决定。但是，控制长期动力学的主要几何特征是什么呢？我们认为，关键不在于当地的最小值和鞍的景观，但在一个更全球性的表面属性：其可访问的途径。为了使这个概念更精确，我们引入了两个想法：（1）切换到一个新的合奏，从问题中删除了潜在的障碍的概念，（2）在这个新的合奏找到最佳途径的方式。势能景观合奏，我们在目前的文件中描述的，认为最大的可访问的势能，而不是温度，作为一个控制变量。我们在这里表明，虽然这种方法在热力学上等效于正则系综，但它不仅回避了障碍的想法，而且使我们能够定量地了解景观的连通性。我们说明了这些想法与计算上一个简单的原子液体和Kob-Andersen模型的玻璃形成液体，显示，在这个过程中，景观的Kob-Anderson模型似乎有一个连接过渡的景观能量与其模式耦合过渡。在我们的配套论文中，我们转向通过势能景观找到最有效途径的问题。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Excess Entropy Scaling Law: a Potential Energy Landscape View
通过大规模计算机模拟结合监督学习方法来重新审视过剩熵和扩散之间的关系，以确定Lennard-Jones势的过剩熵。结果表明，它的根源在势能景观（PEL）的属性。特别是在液体中的指数定律被认为是与受影响的制度的PEL，而流体状的幂律对应于自由扩散制度。
2021-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Diffusion in a potential landscape with stochastic resetting
研究了布朗粒子在随机重置机制下在任意势场中扩散的稳态。我们表明，有不同类别的非平衡稳态取决于潜在的性质。在稳定的势能景观中，系统达到一个定义明确的定态，而在不稳定的景观中，定态的存在性受到限制。我们还研究了传播子在随机重置机制下向稳态的过渡性质。最后，我们做了数值模拟来验证我们的分析结果。
2014-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lack of Stability in the Stillinger-Weber Analysis, and a Stable Analysis of the Potential Energy Landscape
我们研究了Stillinger-Weber分析势能景观的稳定性，并得出结论，它不提供一个稳定的描述系统的自由能斜率和曲率同时消失。我们最近发展的一种涉及复杂性的替代分析提供了一个稳定的描述，复杂性是温度的单调递增函数。
2004-12-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: Geodesic pathways through the potential energy landscape
考虑一个复杂多体系统的势能景观有多有用，在很大程度上取决于这种联系与系统动力学的直接程度。在本文中，我们表明，在我们所谓的势能景观合奏，它是可能的景观的几何形状和系统，如过冷液体的长时间动力学行为之间的直接联系。我们表明，特别是，在这样的系统中的慢动力学的发病直接由他们的测地线的长度-通过他们的景观内的特殊合奏的最短路径。这些测地线越复杂、越复杂，动力学就越慢。在景观合奏测地线有足够的定义明确的特点，是直接搜索它们的数值，一个点，我们说明了计算的测地线长度为普通的原子液体和二元玻璃形成的原子混合物。我们发现，这些系统的扩散常数的温度依赖性，包括急剧下降的玻璃形成系统接近其模式耦合过渡，定量预测的测地线路径长度的增长。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free Energy Landscapes, Diffusion Coefficients, and Kinetic Rates from Transition Paths
我们解决的问题，构建精确的数学模型的动态的复杂系统投影到一个集体变量。为了这个目的，我们引入一个概念上简单而有效的算法估计参数的朗之万和福克-普朗克方程从一组短，可能出平衡分子动力学轨迹，例如从过渡路径采样或作为放松从高自由能配置。该方法基于短时传播子的任意显式表达式，使模型似然最大化，因此可以应用于不同的演化方程。我们证明了模型系统上的算法的数值效率和鲁棒性，我们应用它来重建C60和C240富勒烯分子在显式水中的投影动态。我们的方法允许重建准确的热力学和动力学的活化过程，即自由能景观，扩散系数和动力学速率。与现有的增强采样方法相比，我们直接利用短无偏轨迹在一个有竞争力的计算成本。
2022-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Retention capacity of correlated surfaces
我们推广了保水模型[C. L. Knecht等人，物理修订版信函108，045703（2012）]到相关随机表面。我们发现，离散随机景观的保留能力是强烈的高度之间的空间相关性的影响。这一现象与湖泊容积分布出现幂律标度有关。我们还解决了不相关的情况下，正是一个小的晶格和目前的界限上保留不相关的景观。
2014-06-18 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Free energy calculations and unbiased dynamics reveal a continuous liquid-liquid transition in water no man's land
在过去的三十年里，低密度液体（LDL）和高密度液体（HDL）形式的过冷水之间的一级相变的存在一直是物理和化学的中心和高度争论的问题。我们提出了一个计算研究，可以确定自由能景观的过冷水在广泛的压力和温度条件下，使用准确的TIP 4P/2005力场。我们的方法结合了基于拓扑的结构转换坐标，国家的最先进的自由能计算方法，和广泛的无偏分子动力学模拟。我们所有的研究结果表明，LDL和HDL形式之间的过渡是顺利的，在整个所谓的“无人区”，自由能障碍不会出现，直到发病的固体，非扩散的无定形形式。
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistically Locked-in Transport Through Periodic Potential Landscapes
经典粒子驱动通过周期性调制的势能景观预测遵循魔鬼的阶梯层次相称的轨迹取决于方向的驱动力。最近的实验胶体球流过阵列的光学陷阱确实揭示了这样的层次结构，但不是与预测的结构。此外，微观轨迹似乎是随机的，只有在统计意义上才出现可重复性。我们引入了一个理想化的模型，周期性调制的运输存在的随机性，捕捉这种统计锁定状态的结构和统计。
2003-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Hierarchical Potential Energy Landscape of Screw Dislocation Motion in Refractory High-entropy Alloys
具有浓缩固溶体的高熵合金（HEAs）被认为具有崎岖的原子和能量景观，其中位错运动必须进行以适应机械变形。基本的问题仍然是，能源格局有多粗糙，以及在多大程度上可以受到其组成元素的局部排序的影响。在这里，我们构建和报告的势能景观（PEL）控制螺位错运动在耐火HEAs，揭示了一个层次和多层次的结构与集合嵌套在大metabasin的小盆地。HEAs的这一显著特征对鞍点激活施加了捕获力和背应力，阻碍了位错运动。通过引入化学短程有序，能量景观是平滑的，但在不同程度上倾斜的速率限制过程从扭结滑移到扭结对成核。HEAs中的化学无序粗糙化的PEL，类似于金属玻璃中诱导的结构无序，表示两组不同材料的非凡力学行为背后的各种势垒跳跃过程的作用。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Influence of the Potential Energy Landscape on the Equilibration and Specific Heat of Glass Forming Liquids
我们表明，玻璃化转变，在比热与温度的峰值信号，可以发生，因为玻璃系统，没有老化的迹象，通过能源景观进展缓慢，需要获得准确的估计热力学平均值的时间超过了观察时间。我们发现，低于软球的三维二元混合物的玻璃化转变温度，比热随测量时间的增加而增加，测量时间跨度比以前公认的平衡时间长的数量级。
2002-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The potential energy landscape of a model glass former: thermodynamics, anharmonicities, and finite size effects
可以根据固有结构的性质来制定玻璃形成系统的热力学，其对应于势能的最小值并在高维配置空间中建立势能景观。在这项工作中，我们定量地应用这种一般的方法来模拟模型玻璃形成系统。我们系统地在N=20和N=160之间改变系统大小。该分析使我们能够确定在哪个温度范围内，玻璃成形器的性质受接近固有结构的构型空间区域的支配。此外，我们得到详细的信息，非谐贡献的性质。此外，我们可以解释有限尺寸效应的存在，在能源景观的具体属性。最后，确定非常小的系统的固有结构的总数使我们能够估计Kauzmann温度。
1999-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective potential reveals evolutionary trajectories in complex fitness landscapes
越来越多的努力来衡量适应度景观的分子和微生物系统的景观地形和进化轨迹之间的紧密关系。然而，这种关系远非简单明了：根据它们的突变率，达尔文种群可以爬上最近的适应性高峰（适者生存），在具有较高突变鲁棒性的较低区域定居（最平坦的生存），或者完全无法适应（错误灾难）。这些分歧突出表明，进化并不一定会像赖特想象的那样，将种群从“较低的峰值推向较高的峰值”。因此，问题仍然存在：复杂的地形地貌究竟如何限制进化，我们能否预测它下一步将走向何方？在这里，我介绍了一个广义的准物种理论，确定亚稳态的进化状态的最小值的一个有效的潜力。从这个表示，我得到了一个粗粒度的，马尔可夫状态模型的演变，这反过来又形成了一个基础上的进化预测在很大范围内的突变率。由于有效势与量子哈密顿量的基态有关，我的方法可以激发演化动力学和量子多体理论之间富有成效的相互作用
2019-12-12 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Realization of Waddington's Metaphor: Potential Landscape, Quasi-potential, A-type Integral and Beyond
受发育生物学中著名的Waddington表观遗传景观隐喻的启发，生物学家和应用数学家提出了不同的建议，以合理化的方式实现这一隐喻。本文采用综合的视角，系统地研究了近年来文献中三种不同但又紧密相关的实现方法：基于随机微分方程稳态分布的势景观理论、基于大偏差理论的拟势理论以及基于随机分解和A型积分的构造方法，并建立了它们之间的联系.我们证明了准势是零噪声极限的潜在景观。我们还证明了第三种方案中的势函数与准势函数是一致的。最后讨论了通过极小化Onsager-Machlup或Freidlin-Wentzell作用泛函得到的最可能转移路径。此外，我们还通过时间和噪声幅度的极限阶的交换，比较了局域拟势和整体拟势之间的差异。作为这样的探索的结果，我们得到了存在的结果，但在一般情况下否认其唯一性。它也澄清了A-型积分是更适合应用于分解的SDES，而不是原来的。我们的研究结果有助于更好地理解现有的景观理论的生物系统。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.MN
Potential Energy Landscapes for the 2D XY Model: Minima, Transition States and Pathways
我们描述了二维XY模型（无无序）的势能景观的数值研究，考虑了多达100个自旋和CPU和GPU实现的局部优化，重点是指数1（过渡态）的最小值和鞍。我们检查周期和反周期的边界条件，并表明，固定点的数量随着晶格尺寸的增加而呈指数增长。相应的不连通图表现出漏斗状的景观;全局最小值很容易定位，因为随着晶格尺寸的增加，与较高能量的最小值相比，它们表现出相对较大的吸引盆地。
2013-11-22 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-th
Noro-Frenkel scaling in short-range square well: A Potential Energy Landscape study
我们研究了通过非常短程的方阱势（深度为$-u_0$）相互作用质点系的势能景观的统计特性，作为吸引范围$Δ$的函数，以提供Noro和Frenkel [M. G. Noro和D. Frenkel，J.Chem.Phys. { \bf 113}，2941（2000）]缩放。我们准确地评估了盆地的自由能，并表明它可以分为{ \it振动}（$Δ$依赖）和{ \it软盘}（$Δ$独立）组件。我们还表明，配分函数是一个功能的$Δe^{βu_o}$，解释了热力学的等效系统，其特征在于相同的第二维里系数。我们的方法的一个结果是计算松弛模式（及其熵）的数量的可能性。
2006-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Potential landscape of high dimensional nonlinear stochastic dynamics with large noise
量化随机过程对于理解许多自然现象至关重要，特别是在生物学中，包括发育过程中的细胞命运决定以及癌症的发生和发展。虽然已经进行了各种尝试，以构建潜在的景观在高维系统和估计罕见的过渡，他们实际上是有限的情况下，无论是噪音小或细致平衡条件成立。一个通用的和实用的方法来调查非平衡系统通常受到有限或大的乘性噪声和故障的细致平衡仍然难以捉摸。在这里，我们制定了一个计算框架来解决这个重要的问题。目前的方法是基于一个最小作用量原理，有效地计算系统的潜在景观任意噪声强度下，没有细致平衡。通过保持A型随机积分的确定性稳定性结构，不同（局部）稳定稳定性之间的势垒是可直接计算的。我们证明了我们的方法在数值上准确的方式，通过可解决的例子。我们进一步应用该方法研究了噪声对前列腺癌38维网络模型中肿瘤异质性的作用，并提供了一种通过操纵噪声强度来控制细胞群体的新策略。
2017-06-27 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Potential landscape and flux field theory for turbulence and nonequilibrium fluid systems
湍流是一个范例，远离平衡系统没有时间反演对称性。为了捕捉湍流的非平衡不可逆性质并研究其影响，我们发展了一种适用于湍流和更一般的由随机纳维-斯托克斯方程控制的非平衡流体系统的势场和通量场论。我们发现，具有时间可逆性的平衡流体系统的特征在于由量化的细致平衡条件的细致平衡约束。在具有非平衡稳态的非平衡流体系统中，细致平衡的破坏直接导致一对相互关联的结果，即非高斯势场和不可逆概率通量，形成“非平衡三位一体”。非平衡三位一体表征了具有内禀时间不可逆性的流体系统的非平衡不可逆本质，并表现在这些系统的各个方面。研究了包含细致平衡破坏的湍流的流体系统的非平衡随机动力学，结果表明，非高斯势场梯度、不可逆概率通量以及可逆对流力和随机搅动力共同驱动系统的非平衡随机动力学.我们揭示了湍流能量级联所必需的能量通量与不可逆概率通量和由细致平衡破坏所产生的非高斯势场之间的潜在联系。以能流为中心，我们证明了充分发展湍流中的五分之四定律是非平衡三位一体的结果和反映。我们还展示了非平衡三位一体如何影响湍流中的标度律。
2018-01-06 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
What does the potential energy landscape tell us about the dynamics of supercooled liquids and glasses?
对于一个模型玻璃成型，我们通过计算机模拟演示如何宏观动态量可以推断出从PEL分析。关键的一步是考虑整个上层结构的许多PEL极小，称为元基，而不是单一的极小。我们发现，存在两种类型的metabasins：一些允许准自由运动的PEL（液体状），其他人作为陷阱（固体状）。激活，多步逃脱后metabasins被发现指示在更广泛的温度范围比目前假设的冷却后的动力学减慢。
2003-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The Surface Potential at the Air-water Interface Computed Using Density Functional Theory
在空气-水界面处的表面电位的准确预测对于计算离子水合自由能和电化学半电池电位至关重要。使用密度泛函理论（DFT）、模型界面构型和表面电势的理论定义，我们报告了在0.92 g/cc水密度下的+3.63伏的值。最大局域化的Wannier函数分析证实，表面势主要由分子四极矩（或“球形二阶矩”）的贡献。我们发现预测的表面势取决于计算细节，并得出结论标准DFT代码可能无法产生与现有实验直接可比的表面势。
2010-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Sparse Sampling of Water Density Fluctuations near Liquid-Vapor Coexistence
自由能的水密度波动在散装水，在界面上，并在疏水限制通知疏水溶质的水合作用，以及它们的相互作用和组装。这种自由能的表征通常使用增强的采样技术，如伞形采样。在伞形抽样中，从相邻的有偏模拟中获得的序参量分布必须重叠，以便估计有偏集合之间的自由能差异。通常需要许多有偏差的模拟来确保这种重叠，这需要陡峭的计算成本。我们最近介绍了一种稀疏采样方法，它通过使用热力学积分来估计有偏系综之间的自由能差，从而避免了重叠要求。在这里，我们建立在和概括稀疏采样的特点，在近液-气共存的系统中的水密度波动的自由能。我们还介绍了明智的选择偏置电位参数和策略，自适应地完善他们，这有利于准确和有效地估计这样的自由能。我们说明了该方法的特点，在一个大的体积在散装水空化的自由能。我们还使用稀疏采样来表征毛细管蒸发的自由能限制在两个疏水板之间的水。在这两种情况下，稀疏采样比伞形采样快近两个数量级。鉴于其效率，稀疏采样方法特别适合于表征系统的自由能景观，其中伞采样是非常昂贵的。
2018-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Potential energy landscape picture of zero-temperature avalanche criticality governing dynamics in supercooled liquids
Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究所）；D3 Center, The University of Osaka（大阪大学D3中心）；Department of Physics, The University of Osaka（大阪大学物理系）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理系）；Division of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科化学工程专攻）
通过分子动力学模拟，研究揭示了超冷却液体中非平凡慢动力学可通过零温度崩塌临界性图景描述，提出统一解释模式耦合转变附近现象的潜在能景观模型。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Potential energy of atmospheric water vapor and the air motions induced by water vapor condensation on different spatial scales
基本的物理原理被认为是负责的动态气流的起源时，水蒸气的冷凝，其中的分压代表了地球大气中的势能存储。这种流动的定量特征提出了几个空间尺度。结果表明，最大凝结诱导的速度达到160米/秒，并实现在紧凑的环流模式，如龙卷风。
2010-03-29 cond-mat.stat-mech physics.ao-ph physics.gen-ph
Conformational free energies of methyl-$α$-L-iduronic and methyl-$β$-D-glucuronic acids in water
我们提出了一个模拟协议，允许有效的采样的显式溶剂中的溶质的自由度。该协议涉及使用非平衡伞采样方法，在这种情况下，最近开发的自适应偏置分子动力学方法，计算一个近似的自由能的缓慢模式的溶质在明确的溶剂。这个近似的自由能，然后被用来建立一个哈密顿副本交换计划，样本从偏置和无偏分布。最终准确的自由能恢复通过WHAM技术应用于所有的副本，和平衡性质的溶质计算从无偏的轨迹。我们通过将其应用于$α$ -L-艾杜糖醛酸及其C5差向异构体$β$ -D-葡萄糖醛酸在水中的甲基糖苷的起皱景观的研究来说明该方法。与标准并行回火方法相比，大大节省了计算资源。
2010-03-15 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
The Distribution of Vacua in Random Landscape Potentials
景观宇宙学假定存在一个复杂的，多维的，标量的潜力-“景观”-与大量的亚稳态极小值。随机矩阵和随机函数在许多方面提供了景观的玩具模型，允许探索与这些场景相关的概念问题。我们计算的相对数量和最小值的真空能量$N$ -维高斯随机势的函数$Λ$的斜率，量化相关的概率密度，$p(Λ)$。在归一化之后，$p(Λ)$仅取决于维数$N$和单个自由参数$γ$，该自由参数与随机函数的功率谱相关。对于具有高斯功率谱的高斯景观，正最小值的分数随着$N$超指数地收缩;在$N=100$，$p(Λ>0) \approx 10^{-1197}$。同样，海森矩阵的典型特征值表明，最平坦的接近典型最小值的方法随着$N$而变平坦，而两个最平坦方向的斜率之比随着$N$而增长。我们讨论了这些结果的影响，沼泽地和传统的人为约束景观宇宙学。特别是，对于参数值，当正的最小值是非常罕见的，最平坦的最小值的方法，其中$Λ\approx 0$是非常平坦的比典型的最小值，越来越精华的解决方案的可行性。
2020-10-13 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech hep-th
Basis Glass States: New Insights from the Potential Energy Landscape
使用势能景观形式主义，我们表明，在温度范围内的玻璃形成系统的动态是热激活的，存在一组独特的“基础玻璃状态”，其中每个被限制到一个单一的metabasin的能量景观的玻璃形成系统。这些基本玻璃态覆盖了系统的整个构型空间，仅表现出二次弛豫，并且是固体状的。系统的任何宏观状态（无论是液体还是玻璃）都可以表示为基础玻璃状态的叠加，并且可以通过这些状态的概率分布来描述。在液体从高温冷却期间，概率分布在足够低的温度下冻结，描述液体到玻璃化转变的过程。在随后的老化过程中，概率分布向平衡分布的时间演变描述了玻璃的主要弛豫。
2019-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Potential Energy Landscape of the Two-Dimensional XY Model: Higher-Index Stationary Points
应用数值方法研究大系统的能量景观依赖于对稳定点的充分采样。由于稳定点的数量被认为是随着系统规模呈指数增长，我们只能对一小部分进行采样。我们调查之间的相互作用，这种有限的样本大小和物理特征的势能景观的二维$XY$模型中的无序与$N=100$自旋的情况下。使用特征向量跟踪技术，我们数值计算固定点与给定的海森指数$I$的所有可能的值$I$。我们调查的数量的固定点，他们的能量和指数分布，以及其他相关的数量，特别关注的缩放与$N$。结果被用来测试一些示意图和近似分析结果的一般性质的能源景观。
2014-12-10 cond-mat.stat-mech hep-lat math-ph
Finding All the Stationary Points of a Potential Energy Landscape via Numerical Polynomial Homotopy Continuation Method
势能景观的驻点（SP）在理解给定系统的许多物理或化学性质方面起着至关重要的作用。然而，除非通过分析找到它们，否则没有有效的方法来获得给定电势的“所有”SP。我们介绍了一种新的方法，称为数值多项式同伦连续（NPHC）的方法，数值上找到所有的SP，是“并行化”。该方法要求势的非线性近似多项式，这是物理和化学系统中几乎所有势的情况。我们还证明了数值获得的SP，使它们独立于计算过程中使用的数值公差。然后可以直接分离出局部和全局最小值。作为第一个应用程序，我们采取的XY模型与幂律相互作用，这是一个多项式样的非线性和应用的方法。
2011-04-28 cond-mat.stat-mech hep-th math.DS
The Angell Plot from the Potential Energy Landscape Perspective
在势能景观（PEL）的情况下，已经开发了一个热力学模型来揭示安吉尔图背后的物理学。在我们的模型中，通过分离的势垒分布的类高斯和幂律的形式，我们得到的弛豫时间和温度之间的一般关系。Angell图中的宽范围的实验数据以及分子动力学数据可以很好地用两个特征参数拟合，有效势垒（ω）和有效宽度（σ）的高斯分布。更重要的是，所有玻璃的拟合的ω和σ^2在一个非常窄的带内具有简单的线性关系，并且在ω-σ^2图中易碎和坚固的玻璃被很好地分离，这表明玻璃态仅出现在PEL的特定区域。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover to Potential Energy Landscape Dominated Dynamics in a Model Glass-forming Liquid
通过将分子动力学模拟产生的连续构型映射到固有结构（势能的局部极小值）的时间序列上来研究平衡的模型玻璃形成液体。使用这种"固有动力学“方法，我们找到了长期持有的观点的直接数值证据，即在交叉温度$T_x$以下，液体的动力学可以分为（i）固有结构周围的振动和（ii）固有结构之间的过渡（M. Goldstein，J. Chem. Phys. { \bf 51}，3728（1969）），即，这种动力学成为潜在能量景观的“主导”。与以前的建议，我们发现，$T_x$是在附近的模式耦合的临界温度$T_c$。我们进一步发现，在模拟的最低温度（接近$T_x$），固有结构之间的过渡涉及合作，字符串一样的重排组的粒子移动距离大大小于平均粒子间的距离。
1999-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exploring the Potential Energy Landscape Over a Large Parameter-Space
City University, London（伦敦城市大学）；NanKai University（南开大学）；University of Oxford（牛津大学）；Syracuse University（雪城大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Universität Hamburg（汉堡大学）；Trinity College, University of Oxford（牛津大学三一学院）
本文利用综合Gröbner基和欺骗者同伦两种方法，高效求解含参数的多项式系统，并应用于势能景观及几何与现象学问题，特别在通量紧化中提取引力微子、模质量和弦耦合等物理量。
2013-01-30 cond-mat.stat-mech cs.NA hep-th
EPR-Net: Constructing non-equilibrium potential landscape via a variational force projection formulation
Peking University（北京大学）；Zuse Institute Berlin（柏林Zuse研究所）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本文提出 EPR-Net，利用驱动力在加权内积空间中的正交投影及与熵产生率相关的变分损失，构建高维非平衡稳态势能景观，并在 8D 与 52D 生物物理问题中验证其优越性能。
2024-04-09 cond-mat.stat-mech cs.AI physics.bio-ph
Certifying the Potential Energy Landscape
对于位能景观的驻点的数值近似位于该驻点的二次收敛盆中是非常可取的。然而，有可能的是，近似值可能仅位于线性收敛盆地中，或者甚至位于混沌区域中，并且因此当尝试进一步优化时不会收敛到实际的稳定点。证明一个数值逼近将二次收敛到相关的稳定点称为证明数值逼近。我们采用Smale的α-理论来稳定点，提供了一个证明，作为一个数学证明，数值近似确实对应于一个实际的稳定点，独立于所采用的精度。作为一个实际的例子，我们采用最近发展的证明算法，展示了如何α理论可以用来证明所有已知的最小值和过渡态的Lennard-Jones LJ $_{N}$原子团簇N = 7，.，14.
2013-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
On the existence of potential landscape in the evolution of complex systems
最近开发的随机过程的处理导致复杂系统的动态演化的一个潜在的景观建设。由于潜在功能在类属环境中的存在经常受到文献的质疑，因此我们研究了几个相关的理论问题，这些问题是构建的核心。我们表明，新的治疗，通过一个变换，是密切相关的辛结构，在理论物理的许多分支的中心。利用这种见解，我们证明了变换下的不变量。我们进一步明确地证明，在一维的情况下，新的治疗伊藤和Stratonovich，以及others.Our结果之间的对比强烈表明，从统计物理的方法可以是有用的，在研究随机，复杂的系统一般。
2007-03-20 cond-mat.stat-mech cs.IT math.DS
