Necessary and sufficient conditions for time reversal symmetry in presence of magnetic fields
粒子系统的时间反演不变性(TRI)有许多结果,其中著名的Onsager倒易关系是统计力学的一个里程碑,可以追溯到1931年。由于长期以来人们认为(TRI)在存在磁场的情况下不成立,因此Casimir在1945年提出了对这种关系的修正。只是在过去的十年里,导致卡西米尔工作的严格的传统可逆性概念受到了质疑。然后发现可以使用其他对称性,这使得昂萨格互易关系保持不变。在本文中,我们提出了这一调查的经典哈密顿系统,大大增加了对称性的数量,产生TRI存在的磁场。本文首先推导了这类系统相空间上广义时间反演运算的最一般形式,其次给出了保证TRI的磁场的充分条件。最后,我们检查从统计力学和分子动力学的常见例子。我们的主要结果是,TRI持有比以前认为的更广泛的普遍性,部分解释了为什么没有实验违反Onsager关系迄今已被报道。
2020-08-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Efficiency and power of minimally nonlinear irreversible heat engines with broken time-reversal symmetry
研究了时间反演对称性可能破缺的最小非线性不可逆热机。导出了功率和效率的表达式,其中包含了耗散非线性项的影响。我们表明,在线性响应,最小的非线性不可逆热机,使达到卡诺效率在正功率。我们还发现,Curzon-Ahlborn限制强加在最大功率的效率可以oversized,如果时间反演对称性被打破。
2018-02-19 cond-mat.stat-mech
Time-reversal symmetry relations for currents in quantum and stochastic nonequilibrium systems
概述了量子系统的非平衡统计力学的最新进展,特别是在这方面已经发现的时间反演对称性关系。所考虑的系统被时间相关的力或耦合到粒子和能量的大水库的平衡。建立了子系统与环境之间能量交换和粒子交换的对称关系。这些结果具有重要的后果。特别是,Kubo公式和Casimir-Onsager互易关系的推广可以推导出超出线性响应特性。应用于介观半导体电路中的电子量子输运进行了讨论。
2012-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermopower with broken time-reversal symmetry
我们表明,当考虑非幺正噪声效应的热电势一般是不对称的磁场反转下,即使是非相互作用系统。我们的研究结果中所示的例子中的三点环结构刺穿的Aharonov-Bohm通量。
2011-07-07 cond-mat.stat-mech
Hamiltonian flocks: Time-Reversal Symmetry and its consequences
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS UMR 7589, Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies, LPTHE(法国国家科学研究中心联合研究单位7589,理论与高能物理实验室)
研究哈密顿蜂群中时间反演对称性的扩展,揭示其对平衡系统波动-耗散定理的影响及非平衡系统中极性自由度的混合效应。
2026-07-01 cond-mat.stat-mech
Time reversal symmetry breaking and odd viscosity in active fluids: Green-Kubo and NEMD results
由于时间反演对称性的破缺,在微尺度下由非保守力驱动的活性流体表现出新颖的输运现象。最近,Epstein和Mandadapu [arXiv:1907.10041]获得了控制各向同性手性活性流体的全套粘性系数的Green-Kubo关系,包括所谓的奇粘度,调用Onsager的回归假设,用于活性非平衡稳态中波动的衰减。在本文中,我们使用由主动扭转哑铃组成的规范模型系统的分子动力学模拟来测试这些格林-久保关系。我们发现从格林-久保关系得到的奇粘度和剪切粘度值与通过非平衡分子动力学(NEMD)流动模拟独立测量的值吻合得很好。这提供了一个测试的格林-久保关系,并借给支持Onsager回归假设的应用程序中的粘性行为的活性物质系统。
2022-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hysteretic thermodynamic uncertainty relation for systems with broken time-reversal symmetry
热力学不确定性关系给出了介观系统中耗散量的下限。通过考虑电流滞后的波动--时间正向和时间反转过程中的电流之和--我们将这种关系扩展到具有破缺的时间反转对称性的系统,无论是由于奇状态变量、奇驱动场的存在,还是由于明确的时间相关驱动,即时间反转不对称。我们说明了我们的预测稀释,弱相互作用的气体驱动的平衡的缓慢压缩的活塞和弹道多端导体与外部磁场。
2019-03-27 cond-mat.stat-mech
Derivation of the Onsager Principle from Large Deviation Theory
从大偏差理论出发,导出了宏观流动与热力学力之间的Onsager线性关系。对于一组给定的宏观变量,我们考虑近平衡波动的短期演化,表示为有限大小的条件期望的极限。由此产生的渐近条件期望被用来代表系统的典型宏状态,并用于代替通常的时间平均的传统方法的宏状态。通过在短时近平衡极限下展开,将大偏差率函数与热力学熵相等,得到了宏观态的时间变化率与共轭初始宏观态的时间变化率之间的线性关系。一个绿色Kubo公式的Onsager矩阵的推导和证明是半正定的,而Onsager互惠关系很容易遵循时间反演不变性。虽然宏观变量的初始趋势是向平衡态演化,但我们发现这种演化不一定是单调的。一个理想的克努森气体的例子被认为是一个例子。
2021-04-27 cond-mat.stat-mech
Heat transport via low-dimensional systems with broken time-reversal symmetry
我们考虑通过系统的时间反演对称性破缺的热输运。我们将强磁场应用于弱带电粒子系统,其中动力学由洛伦兹力和弹簧力主导。不满足标准动量守恒,声波消失取决于电荷结构。我们引入了一个完全可解的模型,并展示了一个新的普适性类的外观。声波的缺乏影响了平衡关联与开放系统中发散热导率之间的关系。
2017-09-18 cond-mat.stat-mech
Thermoelectric energy converters under a trade-off figure of merit with broken time-reversal symmetry
本文应用统一的权衡优值($\dotΩ$准则),对时间反演对称性破缺的热机和制冷机等三端热电器件的性能进行了研究。对于热机,我们发现工作在最大$\dotΩ$准则下的热电器件比工作在最大功率输出下的器件具有更好的性能。在线性不可逆热力学的框架内,这样的直接比较是不可能的冰箱,然而,我们的研究表明,对于冰箱,最大的冷却负荷比最大的$\dotΩ$标准提供了更好的性能为一个更大的不对称性。我们的研究结果可以用来选择一个合适的优化标准,操作一个真正的热电器件与破缺的时间反演对称性。
2017-07-31 cond-mat.stat-mech
Balancing Power, Efficiency, and Constancy under Broken Time-Reversal Symmetry
Xiamen University(厦门大学);Sanming University(三明学院)
研究在线性响应下热电系统中功率、效率与恒定性的平衡关系,揭示时间反演对称破缺对稳态能量转换基本约束的影响,扩展并深化了非平衡热力学中的性能极限理解。
2026-04-08 cond-mat.stat-mech
Entropy production, energy dissipation and violation of Onsager relations in the steady glassy state
在玻璃态系统中,不同的自由度具有分离良好的特征时间,并由不同的温度描述。定态本质上是非平衡的。构造了一个广义统计热力学,提出了一个普适的变分原理.熵的产生和能量耗散以恒定的速率发生,它们之间存在一种普遍的关系,在特征时间的小比例下对主导阶有效。能量耗散(与熵产生不同)与慢度的涨落密切相关。由于一个有限的时间比的校正。昂萨格关系的背景下,传热也被认为是。它们总是在玻璃态破碎,除了接近平衡。
1999-07-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Universal bounds on fluctuations for machines with broken time-reversal symmetry
对于一个通用类的机器与破缺的时间反演对称性,我们表明,在线性响应制度的相对波动的输出电流的总和为时间正向和时间反演的过程总是由相应的相对波动的输入电流的总和的下界。当在正向和反向过程中施加相同的操作条件(例如,发动机、制冷机或泵)时,接收该界限。因此,得到了输出和输入电流之间的波动比的普遍上界和下界。此外,我们建立了一个重要的联系,我们的结果和最近获得的广义热力学不确定性关系的时间反演对称性破缺系统。我们说明了这些发现的两种不同类型的机器:(一)一个稳态的三端量子热电设置存在的外部磁场,和(ii)周期性驱动的经典布朗热机。
2021-10-11 cond-mat.stat-mech
Simple fluid with broken time reversal invariance
我们描述了一个系统的硬球与一个简单的碰撞规则,打破时间反演对称性,但保存能量。碰撞导致一个非手性,各向同性,均匀的固定状态,其属性是在模拟中确定的,并与最初为弹性硬球开发的近似理论进行比较。在非平衡流体状态下,速度是相关的,这是一种从其他非平衡稳态中已知的现象。相关性在$d$维度上像$1/r^d$一样是长程衰减的。这样的相关性是预期的一般理由远离平衡,以前被观察到驱动或非平稳系统。
2022-04-20 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Bounds on Efficiency for Systems with Broken Time-reversal Symmetry
我们发现,对于打破时间反演对称性的系统的最大效率和效率在最大功率都是由两个参数:一个“品质因数”和一个不对称参数。与时间对称的情况相反,品质因数是有界的;然而,卡诺效率可以在品质因数的值越来越低的情况下达到,并且随着不对称参数的增加而远离所谓的强耦合条件。此外,在线性响应内可以克服最大功率下的效率的Curzon-Ahlborn极限。最后,总是在线性响应内,允许同时具有卡诺效率和非零功率。
2011-11-20 cond-mat.stat-mech
Time-Reversal-Symmetry-Broken Superconductivity Induced by Frustrated Inter-Component Couplings
超导性与自发破缺的规范对称性有关。在某些奇异的超导体中,时间反演对称性也被破缺,并伴有内部磁场。由于铁磷族化合物超导体的发现,在没有内部磁场的情况下,通过阻挫耦合可以诱导出时间反转对称破缺(TRSB)超导体。在这里,我们推导出这种新的TRSB态的稳定性条件,使用Ginzburg-Landau(GL)理论。我们发现,有多个不同的相干长度,这种新的超导性不能归类为GL数为I型或II型。结果表明,不同手征的两块超导体之间的收缩结的临界约瑟夫森电流明显低于相同手征的临界约瑟夫森电流。这种效应提供了一种独特的方法来实验验证这种全新的超导性。
2011-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Time Reversal Symmetry for Classical, Nonrelativistic Quantum and Spin Systems in Presence of Magnetic Fields
我们扩展到量子力学系统的经典力学系统中获得的结果,关于时间可逆性存在的磁场。在经典的情况下,结果一样的Onsager互惠关系,从而获得,而不求助于卡西米尔修改。这里处理的量子系统是非相对论性的,并且由薛定谔方程或泡利方程描述。特别是,我们证明了自旋场相互作用不会打破时间反演不变性(TRI)的动力学,它不需要额外的条件,这样的对称性举行,相比无自旋的情况下。
2022-05-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic uncertainty relations for multi-terminal systems with broken time-reversal symmetry
School of Science, Guangxi University of Science and Technology(广西科技大学理学院);Department of Physics, Xiamen University(厦门大学物理系)
本文研究了多终端系统中打破时间反演对称性的热力学不确定性关系,推导了粒子和热量电流的精确界限,并展示了在特定条件下这些界限的统一最小值。
2026-01-06 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Entropy Production in Systems with Spontaneously Broken Time-Reversal
研究了无耗散的非平衡量子系统的熵产生,它完全由时间反演不变性的自发破缺产生。系统保持总能量和粒子数,并与两个热源进行了分析。重点点的相互作用,我们推导出的熵产生算子诱导的概率分布。我们证明了在零频率极限下它的所有矩都是正的。分析涵盖费米和玻色统计。
2020-03-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Memory with Onsager-Casimir symmetry: Rotating particle in a viscoelastic fluid
Georg-August-Universität Göttingen(哥廷根大学);Universität Konstanz(康斯坦茨大学);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院)
该研究通过实验与理论结合,揭示黏弹性流体中旋转布朗粒子的随机动力学,建立满足Onsager-Casimir对称性的最小模型,解释旋转增强扩散率及产生反对称互相关的现象。
2026-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fracton hydrodynamics without time-reversal symmetry
基于Martin-Siggia-Rose形式,提出了一种适用于具有或不具有时间反演对称性的单个守恒电荷非线性涨落流体力学的有效场论.应用这种形式主义的流体只有电荷和多极守恒,并打破时间反演对称性,我们预测无限多个新的动力学普适类,包括一些任意大的临界尺寸上限。使用大规模模拟的经典马尔可夫链,我们发现的四极守恒模型在一个空间维度上的时间反演对称性破缺的流体力学故障的数值证据。
2022-04-12 cond-mat.stat-mech hep-th
Time-reversal symmetry breaking and emergence in driven-dissipative Ising models
涨落-耗散关系和时间反演对称性是统计力学的两大支柱,在一般的驱动耗散系统中都是破缺的。这些系统反而导致远离热平衡的非平衡稳态。然而,驱动耗散伊辛型模型被广泛认为在其相变附近表现出有效的热临界行为。与此相反,我们表明,FDR和TRS甚至在宏观上或接近临界状态下都被打破。这是通过检查不同的可观的,偶数和奇数运营商下的时间反演变换,重叠的序参量。值得注意的是,然而,一个修改后的形式的FDR以及TRS仍然持有,但激烈的后果的相关性和响应函数以及Onsager互惠关系。最后,我们发现,在临界状态下,TRS仍然打破,即使在弱耗散极限。
2021-09-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Time reversal symmetry breaking in two-dimensional non-equilibrium viscous fluids
我们研究了二维粘性流体在有和没有内自旋时偏离平衡的流变学特征。在各向同性假设下,给出了由速度场和自旋场表示的最一般的应力和偶应力线性本构关系。本文否定了Onsager关于稳态波动的回归假设,导出了波动应力的时间关联函数与输运系数之间的Green-Kubo公式。在这样做的时候,我们验证了索赔的非平衡输运系数之一,奇粘度,需要时间反演对称性破缺的情况下,没有内部自旋的系统。然而,具有内自旋的系统的Green-Kubo关系也表明,即使保持时间反演对称性,也有可能存在非零奇粘性。此外,我们还发现,在非平衡定常状态下,均分的破坏导致了与涡量和内自旋相关的两个转动粘性的解耦。
2019-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental investigation of distributions of the off-diagonal elements of the scattering and the Wigner's $\hat K$ matrices for networks with broken time reversal invariance
我们提出了一个广泛的实验研究的散射矩阵$\hat S$和Wigner的反应$\hat K$ -矩阵的非对角元素的实部和虚部的分布与破缺时间($T$)反转不变性的开放微波网络。为了打破$T$不变性,应用了微波法拉第循环器。将散射矩阵$\hat S$非对角元实部和虚部的实验分布与超对称随机矩阵理论[A. Nock,S. Kumar,H.- J. Sommers和T. Guhr,Annals of Physics { \bf 342},103-132(2014)]。此外,我们还证明了实验结果与最近在随机矩阵理论(RMT)的高斯幺正系综框架内得到的Wigner反应$\hat K$ -矩阵的非对角元素实部和虚部分布的预测非常一致[S. B. Fedeli和Y. V. Fyodorov,J. Phys. A:Math. Theor. { \bf 53},165701(2020)]。这两种理论都包括损耗作为可调参数,因此很好地适应了实验验证。
2020-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Time reversal breaking of colloidal particles in cells
University of Göttingen(哥廷根大学)
研究通过均反松弛方法分析细胞内胶体颗粒的随机轨迹数据,揭示时间反演对称性破缺,并确定活动的时间和长度尺度。
2026-03-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph