Relativistic kinetic theory of classical systems of charged particles: towards the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics
在经典电荷系统和由它们产生的电磁场的演化方程的完整系统中，场变量被排除在外。得到了一个精确的封闭的相对论性非哈密顿非局部动力学方程组，它描述了电荷系统的微观分布函数的演化。该方程组的解对于时间反演是非不变的，并且具有遗传性。
2020-05-16 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic QED Coherence in Condensed Matter: Microscopic Basis of Thermal Superradiance
如果电磁场振子发生平均位移，则凝聚态系统中存在电磁超辐射场相干。理论上，在Dicke-Schmidt模型中，已经证明了向具有有序超辐射相的热态的转变。由于电子哈密顿量中的非相对论性抗磁项，这些凝聚态模型的理论有效性受到质疑。本文探讨了实际宏观系统中Dicke-Einstein热超辐射的微观基础。凝聚态系统中介电关联的不可能性（通过朗道-利夫希茨定理）为理解凝聚态热力学超辐射相的物理现实提供了强有力的理论基础。
2002-09-26 cond-mat.stat-mech
Deep learning of thermodynamic laws from microscopic dynamics
本研究通过深度学习从微观动力学中发现热力学定律，揭示了机器学习在发现宏观物理规律中的潜力。
2025-11-20 cond-mat.stat-mech
Microscopic Irreversibility and the H Theorem
时间反演一直被认为是物理学在基本水平上的对称性。在本文中，我们将探讨违反时间反演对称性的基本水平和热力学系统的后果。首先，我们将从当前物理学的角度论证宇宙动力学不是时间反演不变的。第二，我们将论证任何热力学系统都不能与宇宙的其余部分隔离开来。然后，我们讨论这两个如何使热力学系统的动力学在经典和量子水平上非常弱的不可逆。由于时间反演不再是现实系统的对称性，宏观不可逆性如何从微观可逆性产生的问题变得无关紧要，因为不再有微观可逆性。在热力学系统的经典水平上，我们证明了即使没有微观可逆性，玻尔兹曼的H定理仍然成立。我们通过推导一个修正的H定理来做到这一点，该定理仍然表明熵单调增加。在量子水平上，我们显示了CP破坏的影响，小的不可逆变化的核和原子的能级的热力学系统的内部状态。因此，我们消除了洛施密茨对玻尔兹曼思想的反对。
2012-10-30 cond-mat.stat-mech
The second law of thermodynamics at the microscopic scale
在量子统计力学中，平衡态被证明是与环境纠缠的系统的典型状态，这表明热力学熵和冯诺伊曼熵之间可能存在一致性。在本文中，我们研究了如何通过相互作用，不导致显着的能量交换，使弛豫向平衡，并认为热力学第二定律在微观尺度上的有效性。
2017-02-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Second law of thermodynamics for macroscopic mechanics coupled to thermodynamic degrees of freedom
仅基于经典的哈密顿动力学，我们证明了最大功原理中的宏观动力学自由度本质上耦合到微观自由度的系统。与最近的不可逆功和自由能之间的恒等式不同，例如在Jarzynski关系中，宏观动力学不受外部作用的控制，而是经历微观自由度的反作用。我们的定理涵盖了宏观物体、热力学机器和分子马达之间的碰撞等物理情况。
2005-11-17 cond-mat.stat-mech
The mutual co-implication of thermodynamics' first and second laws
在经典的唯象热力学中，第一定律和第二定律可以看作是独立的陈述。统计力学提供了一个微观基础，通过微观状态概率分布${p_i}$，用概率术语解释热力学。我们在这里研究这两个定律之间迄今尚未探索的微观联系。给定一个信息测度（或熵形式），两个定律中的每一个都通过过程$p_i \to p_i+dp_i$暗示另一个。
2004-12-14 cond-mat.stat-mech
The Second Law of Steady State Thermodynamics for Nonequilibrium Quantum Dynamics
本文从微观的观点研究了开放量子系统的普通热力学第二定律和稳态热力学第二定律。基于Lindblad的H-定理，我们证明了这两个第二定律与完全正映射产生的量子动力学是一致的。此外，还得到了某些量子动力学系统的熵产生和“管家热”的微观表达式。
2001-09-05 cond-mat.stat-mech
Relativistic kinetic theory: toward the microscopic substantiation of zeroth law of thermodynamics
本文导出了全同经典粒子通过标量场相互作用系统的精确封闭相对论动力学方程。建立了相对论经典相互作用粒子系统不可逆平衡过程的微观决定性机制。关键词：不可逆平衡过程;经典相对论动力学;延迟相互作用。
2021-06-24 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Information theory based relations between thermodynamic's 1st. and 2nd. laws
我们集中注意力在一些特殊的热力学关系（PTR）。使用信息论的概念，我们表明，对于一个可逆的过程，微观考虑这些PTR使伴随的第一和第二定律的信息内容等同。在试图确定相应的平衡微观概率分布时，得到了相应的论证。我们还描述了上述信息等价性不成立的其他情况。
2006-01-04 cond-mat.stat-mech
Levitated Nanoparticles for Microscopic Thermodynamics - A Review
在这篇文章中，我们回顾了目前的艺术状态，在使用悬浮纳米粒子来回答有关热力学和非平衡物理学的问题。我们在第2节开始总结相关的确定力和随机力，它们决定了粒子动力学并允许控制粒子。在第3节中，我们简要回顾了悬浮粒子的随机（即布朗）运动，因为布朗粒子是随机热力学理论的基础。然后在第四节中讨论了被囚禁粒子的稳定性和相关的Kramers逃逸问题。然后，我们在第5节中引入能量的有效势。这些潜在的是有用的描述悬浮的纳米粒子在时间调制的陷阱，其中粒子被驱动远离平衡的动力学。在第6节中，我们讨论的动力学松弛走向平衡，然后我们审查的工作波动定理在第7节。涨落定理是著名的远离平衡系统的热力学不等式的有力推广。最后，第8节讨论了基于悬浮在高真空中的纳米颗粒构建新型热机的潜力。
2018-05-08 cond-mat.stat-mech
First and Second Law of Quantum Thermodynamics: A Consistent Derivation Based on a Microscopic Definition of Entropy
从微观图像推导出热力学热力学定律是统计力学的中心任务。本教程的重点是推导封闭和开放量子系统远离平衡的第一和第二定律，这些基本问题也成为新兴纳米技术的实际相关。推导是基于五个基本量的微观定义：内能，热力学熵，功，热和温度。这些定义被证明满足非平衡态热力学的现象学定律的一大类状态和过程。与以前的结果的一致性证明。该框架适用于包括颗粒传输的多个浴，并考虑了例如，浴的变化温度，其通过显微镜确定。满足熵产生的积分涨落定理。总之，本教程介绍了一个一致的和通用的框架，以理解和应用热力学热力学定律在量子制度和超越。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics. Current status and prospects
本文比较了两种为热力学与动力学建立微观基础的概念：一种以微观可逆性和统计起源解释宏观不可逆性，另一种以相对论性延迟导致的初始微观不可逆性为核心，并展望其现状与前景。
2024-02-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Configurational Geometry Bridges Equilibrium Structure Information from a Single to Multiple Compositions
对于常组分的经典离散系统，一组对热力学平衡结构起主导作用的微观态应该通过Boltzmann因子exp（-bE）依赖于温度和能量。尽管如此，我们最近的研究发现了一组特殊的微观状态，可以表征平衡性质，这些结构可以在没有任何热力学信息的情况下先验地知道。在这里，对于二元系统，我们扩展的理论方法，以开发一个新的配方，在一个给定的，单一的组成的特殊微观状态可以表征整个组成的平衡结构。通过与传统热力学模拟结果的比较，我们证明了所提出的公式的有效性。结果表明，关于多组分无序态的热力学平衡结构的组分和温度依赖性的大部分信息，可以集中到任何单一组分的一组特殊微观态上。
2019-09-10 cond-mat.stat-mech
Comment on "Validity of path thermodynamic description of reactive systems: Microscopic simulations''
作者指出Baras等人关于路径热力学有效性的主张不成立，并证明在大系统极限下路径热力学与标准化学热力学结果一致。
2023-01-12 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A microscopic perspective on stochastic thermodynamics
我们认为随机热力学作为一个理论的统计推断实验观察到的波动时间序列。为此，我们引入了一个一般框架，用于在两个尺度上量化关于系统的动态状态的知识：细粒度或微观，确定性和粗粒度或介观，随机描述水平。对于一个通用的模型动力学，我们展示了如何在马尔可夫随机热力学中使用的波动熵变化的数学表达式自然出现。我们的想法是概念上的方法，（i）连接熵产生和它的波动关系在确定性和随机系统和（ii）提供一个互补的信息理论图片的概念熵和熵产生在随机热力学。
2015-05-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
A Numerical Method to Find the Optimal Thermodynamic Cycle in Microscopic Heat Engine
热机是发展非平衡态热力学的基本物理对象。热机的热力学性能取决于循环的选择和参数的时间依赖性。在这里，我们提出了一个系统的数值方法来找到一个热机循环优化一些目标函数。我们将该方法应用于参数缓变的热机，并表明该方法工作良好。我们的数值方法是基于遗传算法，这是广泛应用于各种优化问题。
2021-04-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Graded anharmonic crystals as genuine thermal diodes: Analytical description of rectification and negative differential thermal resistance
我们从物质的微观模型出发解决热流研究：我们开发了一种方法，并研究了一些非谐梯度质量晶体，弱粒子间相互作用。计算了导热系数，证明了整流效应和负微分热阻的存在。我们的形式主义使我们能够理解现象背后的机制，并表明梯度材料的性质使它们成为真正的热二极管。
2011-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Optimal Selection of Structural Degree of Freedoms for Spceial Microscopic States to Characterize Disordered Structures
对于常组分的经典离散系统，统计力学告诉我们，一组对热力学平衡态起主导作用的微观状态，不仅依赖于多体相互作用（即热力学信息），而且还依赖于温度，通过玻尔兹曼因子exp（-bE）。尽管这一事实，我们最近的研究表明，一个单一的（和一些额外的）微观状态（称为投影状态：PS），其结构可以是已知的先验无需重新查询热力学信息，可以普遍表征equiibrium性质的无序状态，其中它们的structures依赖于构型几何之前，应用多体相互作用的系统。虽然PS结构的数学条件已得到严格的建立，但构造PS结构的实际有效条件，特别是考虑协调时应选择哪一组有限的结构自由度（SDF），至今尚未明确。我们在这里解决了这个问题，提出了一组最佳SDF的定量和系统标准。本建议能够有效地构建PS为有限的系统大小，并提供新的见解，这套SDF通常应该影响沿选定的协调平衡性能，而不使用任何热力学信息。
2019-09-19 cond-mat.stat-mech
Microscopic expression of the second law of thermodynamics
在初态和终态用互不相同的正则系综描述的唯象假设下，给出了宏观系统第二定律的微观推导.特别地，它还表明，初始和最终状态之间的熵差是由两个正的分量。其中一个分量表示为初态和终态之间的相对熵，而另一个分量由于正则系综的动力学稳定性（称为被动性）而为正。
2011-11-07 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Hybrid Einstein-Langevin Approach for Microscopic formulation of Viscous Drag: An Alternative to the Langevin Equation
我们提出了一种新的混合动力，但热力学的方法提供了一种替代朗之万方程通过使用系统内禀（SI）的布朗粒子在第k微态（实现）所做的微功。相应的SI微力是微态所特有的，并决定了微态的微观运动方程，作为热力学方法，该方法总是满足均分定理，不需要附加随机朗之万力.我们确定的瞬时和长时间的有用量的平均值，从而提供了一个新的统一的方法，从介观到宏观尺度的波动运动。
2019-01-31 cond-mat.stat-mech
Dissipative electromagnetism from a nonequilibrium thermodynamics perspective
通过对微观麦克斯韦方程组随时间的粗粒化，研究了宏观尺度上电磁场的耗散效应。我们说明了一个程序来获得耗散效应的宏观尺度上使用的Green-Kubo型表达式的微观波动和它们之间的相关性。由此产生的宏观麦克斯韦方程组的非平衡可逆-不可逆耦合（通用）框架内制定的一般方程，也占不均匀的温度。
2010-01-06 cond-mat.stat-mech
Microscopic foundations of the Second Law of Thermodynamics within Nonunitary Newtonian Gravity
通过研究一个特定的封闭系统，即一个三维的调和系统，在非幺正牛顿引力模型中寻求热力学的微观基础。数值计算的冯诺伊曼熵作为时间的函数进行，显示出急剧的单调增加，随后在后期的稳定。这种行为与初始能级内微正则系综的出现一致，以这种方式发出信号，建立了非幺正引力诱导的热平衡。
2020-01-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic Quantum Mechanical Foundation of Fourier's Law
除了人们对纳米尺度下的温度和熵等旧概念越来越感兴趣之外，弛豫和输运理论最近也重新引起了人们的注意。随着电子电路和计算机芯片变得越来越小，一个新的眼光应该是适当的平衡和非平衡热力学在小尺度远低于热力学极限，即对原始宏观过程的理论理解，如能量，热，电荷，质量，磁化等的传输，只有从理论的基础，其适用性的限制可以推断。本文综述了非平衡量子热力学的背景和最新进展，重点介绍了小量子系统中的热输运。
2006-11-23 cond-mat.stat-mech
Stochastic control in microscopic nonequilibrium systems
在纳米尺度上量化能量流有望指导未来各种学科的研究，从微观控制和操纵到自主操作的分子机器。对非平衡过程的热力学成本的一般理解将阐明高效微观机器的设计原则。相当大的努力已经投入到寻找和分类的确定性控制协议，驱动系统之间的状态以最小的能量成本迅速。但对于自治的微观系统，驱动过程本身是随机的。在这里，我们概括了一个线性响应框架，将这种协议的变化，推导出一个下限的工作，实现在有限的协议持续时间，远离准静态限制。我们的研究结果在模型系统中得到证实。这一理论提供了一个热力学原理的快速运作，独立的功能激励。
2018-11-22 cond-mat.stat-mech
Field-theoretical form of the molecular dynamics method in condensed matter physics: relativistic quantum statistical thermodynamics
该研究在相对论量子理论框架下构建热力学的微观基础，为凝聚态物理中的分子动力学场论形式提供理论依据。
2025-09-28 cond-mat.stat-mech
Microscopic Models for Chemical Thermodynamics
介绍了一种无限粒子系统动力学，包括随机化学动力学模型、经典Kac模型和自由空间运动。我们研究了两种能量类型（动力学和化学）在不同的时间尺度之间的能量再分配，类似于活细胞中的能量再分配。一个例子被认为是非常详细的，其中该模型提供了化学热力学的主要公式。
2011-12-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Information form of the second law of thermodynamics
信息在微观热力学中的重要作用（例如麦克斯韦的恶魔）开启了一个具有挑战性的问题，如果存在一个热力学第二定律的公式仅基于纯信息的想法。在这里，这样一个公式，建议通过引入信息作为一个全值的物理量定义的（客观的）微观信息熵作为“关于微观状态的信息”的幺正过程。我们指出，各种形式的熵（玻尔兹曼，香农，克劳修斯）实际上只是一个特殊的情况下，信息熵的一般形式被发现。观察者在这里扮演一个特殊的（信息）参考系（IRF）的角色，熵是朝着它定义的。一些悖论或误解与熵的概念或第二定律的内容产生描述的情况下，没有指定一个具体的IRF。通常情况下，玻尔兹曼统计方法不能对称地用于对过去的未来在一个IRF。信息第二定律在细观或微观尺度上是完全可用的，并找到了广义第二定律的信息形式。
2022-04-27 cond-mat.stat-mech
Efficient, Systematic Estimation of Alloy Free Energy from Special Microscopic States
对于典型的置换合金等组成离散体系，提出了基于一组特殊微观态的Helmholtz自由能计算方法。该方法的优点是特殊状态的构型基本上与能量和温度无关，并且它们仅取决于基础晶格：可以在没有任何热力学信息的情况下先验地知道特殊状态，从而能够系统地预测多组分合金的自由能。我们确认，通过比较传统的热力学模拟，有关特殊状态的信息提供合理的预测能力以上的有序无序和相分离的转变温度与多体（最多3体）相互作用的合金。
2021-10-21 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic and noise considerations for the detection of microscopic particles in a gas by Photoacoustic Raman spectroscopy
我们建立了一个简单的热力学模型来描述气体中小颗粒悬浮物在光声拉曼光谱中的热传递机制和声波的产生。利用Langevin方法描述热噪声，研究了热噪声的信号和噪声特性，并由噪声等效功率确定了悬浮颗粒的最小可探测数密度。我们发现，对于一些相关的情况下，只有100个粒子每立方米可以检测到。
2004-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Validity of path thermodynamic description of reactive systems: Microscopic simulations
传统的反应系统的随机建模限制了相关联的路径热力学系统的适用性域，涉及一个单一的基元反应在每个观察到的组成变化的起源。最近提出了另一种随机建模方法来克服这一限制。这两种反应系统的建模方法原则上是不相容的。因此，问题是如何选择在实际情况中使用的适当类型的建模。在缺乏足够准确的实验结果的情况下，解决这个问题的一种方法是通过反应流体的微观模拟，通常基于玻尔兹曼极限中的硬球动力学。在本文中，我们表明，通过这种模拟得到的结果明确证实了传统的随机建模的预测，最近提出的替代方案无效。
2022-10-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Heat and generalized Clausius entropy of nonextensive systems
宏观非广延热力学的研究不求助于微观统计力学。结果表明，如果熵是非广延的，则由广义热力学第零定律引入的物理温度概念必然导致热力学热力学第一定律和包括克劳修斯热力学熵定义在内的某些热力学关系式的修正。它还表明，通过应用这种广义克劳修斯熵的复合非广延系统，如何非广延熵和热量的一致性表现在任意的热力学过程。由此产生的一个重要观点是，连接微观和宏观概念的熵系数不能从宏观非广延理论中去除。这一事实表明，非外延性可能需要在逻辑水平上的宏观热力学原子论。
2001-01-06 cond-mat.stat-mech
Microscopic Dynamical Entropy II: Statistical and Stochastic Thermodynamics of Hamiltonian Systems
Wilczek Quantum Center, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交大物理与天文学院）；DAMTP, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge（剑桥大学数学科学中心）
研究将微观动力学熵框架扩展到任意能量分布和含时哈密顿量，通过特定构建处理功和热，证明MDE增长及推导涨落关系，为经典和随机热力学提供有限系统哈密顿基础并扩展其适用性。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech
Microscopic chaos and macroscopic entropy in fluids
在非平衡态热力学中，宏观熵的产生起着重要的作用。在这里，我们研究，从不同的观点，它与相空间收缩，这是最近提出的一个明显的替代量的关系。数量。
2006-08-20 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Geometry of Microscopic Heat Engines
我们开发了一个几何框架来描述由缓慢的周期性温度变化和机械控制参数的调制驱动的微观热机的热力学。涵盖经典和量子制度，我们的方法揭示了一个普遍的效率和功率之间的权衡关系，仅从几何参数，并持有任何物理一致的微观动力学。专注于Lindblad动力学，我们得出的第二个界限表明，作为一个真正的量子效应的一致性不可避免地降低了性能的缓慢发动机循环，无论驱动振幅。为了证明我们的结果的实际适用性，我们制定了一个单量子位的热机，这是在当前的固态技术的范围内的例子。
2019-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic Derivation of an Isothermal Thermodynamic Transformation
我们得到宏观等温热力学变换的微观哈密顿动力学与热浴接触的时空标度。微观动力学是由一个链的非谐振子受到不同的张力（外力）和接触的热浴是由独立的朗之万动力学作用于每个粒子建模。经过扩散的时空标度和交叉颗粒化，体积的轮廓收敛到确定性扩散方程的解，边界条件由施加的张力给出。这定义了从初始平衡到由所施加的最终张力给出的新平衡的不可逆热力学转变。准静态可逆等温变换，然后得到进一步的时间标度。热量被定义为系统和热浴之间交换的能量的总通量。证明了极限热、功、自由能和热力学熵之间的关系符合热力学第一、第二原理。
2013-10-02 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Finite-Time Thermodynamics of Fluctuations in Microscopic Heat Engines
当系统尺寸较小时，热力学量的波动变得不可忽略，并起着重要的作用。我们发展了微观热机中涨落的有限时间热力学，其环境温度和力学参数随时间周期性变化。在慢驱动制度，这种形式主义普遍持有的粗粒度的时间尺度，其分辨率是远远长于相关时间的波动，并被证明是一致的类似的波动耗散关系的关系。采用几何参数，同时最小化的卡诺循环中的耗散的平均值和波动的情况下确定。对于这种同时优化，尺度不变平衡态的奇异度量的零特征值的存在被发现是必不可少的。此外，我们证明了我们的优化协议可以改善当前实验的耗散及其波动。
2022-01-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Topologically-constrained fluctuations and thermodynamics regulate nonequilibrium response
推导了由状态空间拓扑和热力学驱动强度决定的非平衡响应约束，且无需额外动力学信息，并在受体结合模型中揭示了化学驱动对Hill系数的增强作用。
2023-06-26 cond-mat.stat-mech
Microscopic statistical basis of classical Thermodynamics of finite systems
在任何相分离时，热都可以从冷流到热。因此，林登-贝尔的重力热灾难必须重新考虑。热力学最初的研究对象是一级相变时的相分离，就像蒸汽机中的沸水一样，并不是用一个正则系综来描述的。不包括相间波动。统计力学的基本原理，特别是相变的基本原理，必须在不使用热力学极限的情况下重新考虑。然后，热统计学也适用于原子核和大型天文系统。碎裂核的可及相空间与非均匀多恒星系统的可及相空间有许多相似之处。
2005-08-02 astro-ph cond-mat.stat-mech nucl-th
Evidence for a Genuine Ferromagnetic to Paramagnetic Reentrant Phase Transition in a Potts Spin Glass Model
在过去的二十年中，这种实验和理论上的努力一直致力于在无序铁磁体中寻找从铁磁到顺磁或自旋玻璃相的真正的热力学重入相变。到目前为止，还没有一个短程自旋玻璃系统的真实系统或理论模型能令人信服地显示出这种折返转变。我们在这里提出的结果从Migdal-Kadanoff实空间重整化群计算，首次提供强有力的证据证明铁磁顺磁重入Potts自旋玻璃分级晶格。我们的结果表明，没有根本的原因排除热力学重入相变在所有的非平均场随机阻挫系统，并可能打开的可能性，真正的重入可能会发生在一些尚未发现的真正的随机阻挫材料。
1998-01-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The nonadditive entropy $S_q$: A door open to the nonuniversality of the mathematical expression of the Clausius thermodynamic entropy in terms of the probabilities of the microscopic configurations
Clausius introduced, in the 1860s, a thermodynamical quantity which he named { \it entropy} $S$ . This thermodynamically crucial quantity was proposed to be { \it extensive}, i.e., in contemporary terms, $S(N) \propto N$ in the thermodynamic limit $N \to\infty$ . A decade later, Boltzmann proposed a functional form for this quantity which connects $S$ with the occurrence probabilities of the microscopic configurations (referred to as { \it complexions} at that time) of the system. This functional is, if written in modern words referring to a system with $W$ possible discrete states, $S_{BG}=-k…
2011-06-19 cond-mat.stat-mech
A Maxwell demon model connecting information and thermodynamics
在过去的十年中，已经提出了几个理论上的麦克斯韦恶魔模型，表现出诸如制冷、以信息为代价做功等效应，并且已经进行了一些实验来实现这些效应。在这里，我们提出了一个模型与两个级别的恶魔，信息表示的一个序列的位，和两个热源。恶魔与哪个水库互动取决于钻头。如果信息是纯的，一个存储器将被冷冻，另一方面，如果温差大，信息可以被擦除。这样一个系统的真正的例子进行了讨论。
2016-01-06 cond-mat.stat-mech
Microscopic derivation of an adiabatic thermodynamic transformation
我们得到宏观绝热热力学变换的微观哈密顿动力学随机碰撞与环境的时空标度。微观动力学是由一系列受到变化的张力（外力）和与“无限质量”的外部独立粒子碰撞的振荡器给出的。每次碰撞的效果是改变速度的符号而不改变模量。通过这种方式，能量被所产生的动力学守恒。经过扩散的时空尺度和交叉纹理化，体积和能量的轮廓收敛到确定性扩散方程组的解，其边界条件由所施加的张力给出。这定义了从初始平衡到由所施加的最终张力给出的新平衡的不可逆热力学转变。准静态可逆绝热变换，然后得到进一步的时间标度。证明了极限功、内能和热力学熵之间的关系符合热力学第一、第二原理。
2014-12-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A Dynamic Approach to the Thermodynamics of Superdiffusion
我们解决的问题有关热力学力学的微观动力学的情况下，没有一个有限的时间尺度。通过将Tsallis熵指数q表示为Levy指数α的函数，并使用动力学参数而不是概率参数来获得解决方案。
1999-02-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic curvature for a two-parameter spin model with frustration
实际热力学系统的微观模型通常涉及许多参数，而不是所有参数都具有相同的宏观相关性。我们研究了一个装饰$(1+3)$伊辛自旋链包含两个微观参数：一个“僵硬”的$K$介导的远程相互作用，和一个“草率”的$J$本地自旋组内操作。$K$主导宏观行为，除了在$J$通过调节与$K$相互作用的局部自旋群而引起相之间转变的区域之外，改变$J$具有微弱的影响。我们计算了热容$C_H$、磁化率$χ_T$和热力学曲率$R$。对于大的$|J/K|$，根据$K$和$J$的符号，我们识别出四种磁相：铁磁相、反铁磁相和亚铁磁相。我们认为，为表征这些阶段，最强的图片是由热力学几何不变$R$，成比例的相关长度$ξ$。这幅图与其他情况相对应，例如流体。
2014-08-10 cond-mat.stat-mech
Unified geometric formalism for dissipation and its fluctuations in finite-time microscopic heat engines
Zhejiang University（浙江大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Gifu University（岐阜大学）
本文提出统一几何框架，描述有限时间热机中耗散及其波动，通过平衡相关函数构建度量张量，为耗散及其波动提供共同几何结构，并推导出耗散可用性的均值和方差的几何界限。
2026-10-28 cond-mat.stat-mech
Kinetic and thermodynamic temperatures in quantum systems
在这项工作中，我们提出了一个形式主义来描述系统的非平衡条件与离散的能量谱，如量子系统。我们开发了一种形式主义的基础上的吉布斯-香农熵和信息热力学的组合，达到了适用于离散和非对称分布的德布鲁因恒等式的推广。这允许定义热力学温度的概念，其具有与系统的平衡动力学温度不同的但互补的含义。该理论适用于玻色子和费米子的情况下所代表的谐振子和一个单一的能量状态，分别。我们证明了该形式正确地恢复了平衡态下的已知结果，然后将其应用于一个真正的非平衡态：相干量子振荡器。
2013-07-21 cond-mat.stat-mech
Reply to "Comment on `Validity of path thermodynamic description of reactive systems: Microscopic simulations'
本文回复了关于反应系统路径热力学描述的评论，指出系统-储层统一实体的主张存在无法维持非平衡状态以及纳入相互作用并不能解决路径热力学适用性限制的两大缺陷。
2023-09-11 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Mechanochemical fluctuation theorem and thermodynamics of self-phoretic motors
微观动力学方面的推进纳米电动机的自泳机制被认为是。通过自扩散电泳推进依赖于流体速度场和由马达表面上的不对称催化反应引起的浓度场之间的机械化学耦合。这种耦合的热力学和微观可逆性的基础分子动力学之间的一致性进行了研究。为此，耦合Langevin方程的平移，旋转，和化学波动的自泳电机推导。还推导了在时间间隔t内发生n个反应事件后，在位置r处找到发动机的联合概率的机械化学涨落定理。一个重要的结果，从这个分析是识别的效果，这是互惠的自推进的扩散电泳，这导致燃料合成的可能性，通过机械化学耦合到外力和扭矩。
2017-06-18 cond-mat.stat-mech
The microscopic origin of thermodynamic entropy in isolated systems
自量子力学诞生以来，对量子系统热力学熵的微观理解一直是个谜。在经典物理学中，这个熵被认为是一个孤立系可接近的相空间体积的对数[1]。没有量子力学的类比。相反，冯·诺依曼的熵假设[2]被最广泛地使用。然而，对于具有已知波函数的系统，这给出了零，即纯态。这是因为它测量的是系统信息的缺乏，而不是从热力学实验中获得的热流。许多论点试图回避这些问题，考虑耦合到一个大的外部感兴趣的系统，不像经典的情况下，玻尔兹曼的方法对孤立系是更令人满意的。有了新的实验技术，探测热化的量子性质现在是可能的[3，4]。在这里，利用我们对量子热化的理解的最新进展[5-10]，我们展示了如何获得从热力学实验测量的熵，仅仅从波函数的自纠缠，并找到强有力的数值证据表明，这两者对于非可积系统是一致的。令人惊讶的是，这种熵与热的概念密切相关，通常被认为是微观混沌运动，可以确定系统的能量本征态，这些本征态在时间上是静止的，因此不是混沌的，而是具有非常复杂的空间依赖性。
2012-02-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Linking Microscopic Reversibility to Macroscopic Irreversibility, Emphasizing the Role of Deterministic Thermostats and Simple Examples, At and Away From Equilibrium
分子动力学和统计力学使基于粒子的热力学和流体力学的理解成为可能，包括时间可逆的原子力学和纳入宏观流体和固体力学的时间不可逆的热力学耗散之间的迷人的洛夏矛盾。
2012-06-24 cond-mat.stat-mech nlin.CD
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
Towards the microscopic foundation of the zeroth law of thermodynamics
研究了考虑相互作用延迟的原子链的自由振动动力学。它表明，所有的振荡电路阻尼。研究了这种原子链的受迫振动动力学。它表明，无论初始条件，该系统进入一个静态的动态平衡与外部场，这取决于系统的属性和外部场的参数。提出了多体和少体系统热力学平衡态不可逆建立过程的非统计动力学机制。
2021-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microscopic approach to entropy production
在微观理论下计算熵产生是非平衡统计力学的一大挑战。在线性不可逆热力学框架下，将Mori-Zwanzig-Forster投影算子技术与热力学第一、第二定律相结合，得到了熵产生的微观表达式，以及熵密度及其时间关联函数的输运方程.我们进一步给出了耗散泛函的微观推导，从中可以以形式上优雅的方式获得扩展动力学密度泛函理论的耗散动力学。
2012-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
