A unified cluster expansion method applied to the configurational thermodynamics of cubic TiAlN
我们研究了立方相Ti_(1-x)Al_xN的热力学,采用统一的团簇展开方法来处理合金问题。合金哈密顿量的纯构型的一部分是扩大的浓度和体积依赖的有效集群相互作用。通过分别展开的化学固定晶格,和局部晶格弛豫项的有序能,我们展示了如何筛选广义微扰方法可以卓有成效地结合浓度依赖的康诺利-威廉姆斯集团展开方法。利用蒙特卡罗模拟中得到的哈密顿量,我们获得了Ti 1-xAl xN合金的自由能,并构建了等结构相图。结果显示出惊人的相似性与以前获得的平均场结果:亚稳态的c-TiAlN是受到相干调幅分解的浓度范围内的一个较大的部分,例如,从x >= 0.33在2000 K。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of the glassy state: effective temperature as an additional system parameter
当观察时间远小于平衡时间时,系统是玻璃态的。一个统一的玻璃态的热力学图片。慢组态模式在有效温度下处于准平衡状态。它以组态熵为共轭变量进入热力学关系。慢涨落有助于通过准平衡关系,同时也有一个配置项的双折射率。涨落-耗散关系还涉及有效温度。然而,能量的波动是非普遍的。这幅图是通过解析求解玩具模型的动力学来支持的。
1998-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Configurational temperature of charge-stabilized colloidal monolayers
最新的理论进展表明,一个处于平衡状态的系统的温度可以从其组分的瞬时构型的静态快照中测量,而不考虑它们的动力学。我们报告的第一个测量的组态温度在一个实验系统。特别是,我们引入了一个层次的超构型温度的定义,我们用它来分析单层的电荷稳定的胶体球。平等的hyperconfigurational和散装热力学温度提供了以前缺乏热力学自洽检查测得的胶体对电位,从而投下新的光异常的几何约束引起的电荷胶体吸引力。
2003-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the thermodynamics of classical micro-canonical systems
研究了微正则系综中粒子数有限的单原子气体的组态几率分布。我们给出了两个参数,为什么热力学熵的组态子系统涉及Renyi的熵函数,而不是Tsallis。第一个论点是构型子系统的温度等于动力学子系统的温度。第二个论点是,钟摆的不稳定性,发生在接近旋转阈值的能量,是正确的再现。
2010-09-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Measuring glass entropies with population annealing
我们结合人口退火蒙特卡罗和几个热力学积分技术来测量平衡振动和构型熵的亚稳流体制度超越动态玻璃化转变。我们得到了一个三维二元混合硬球系统的结果。我们的结果表明,构型熵消失之前的平衡压力发散,这意味着一个潜在的热力学玻璃化转变存在的系统。计算方法是通用的,可以应用于各种玻璃成形系统,但限于小系统尺寸。
2021-04-06 cond-mat.stat-mech
Structure Fluctuation Effects on Canonical-Nonlinear Thermodynamics
本研究扩展了正则非线性热力学的随机热力学处理,明确纳入平衡构型空间涨落的影响,发现涨落通过随机互信息和态密度协方差变化影响平均非线性差异的上界。
2025-08-05 cond-mat.stat-mech
Remarks about the Phase Transitions within the Microcanonical description
根据微正则系综的重新参数化不变性,唯一的微正则相关的相变是那些涉及遍历性打破热力学极限:零级相变和连续相变。我们认为微正则相关的相变并不像拓扑假说所声称的那样与构型空间中的拓扑变化直接相关,相反,它们可能与构型空间的某个子集A的拓扑变化相关,在该子集A中系统动力学有效地被困在热力学极限N中。
2006-08-25 cond-mat.stat-mech
Heat pump without particle transport or external work on the medium achieved by differential thermostatting of the phase space
我们提出了一种新的机制,使热流从一个较冷的区域到一个较热的区域,而不需要任何粒子传输或导体上的外部工作,从而绕过压缩机部分的经典热泵循环。我们的机制依赖于恒温的动力学和构型温度相同的粒子不同。我们保持导体的两端,这在本研究中是一个一维的$ϕ^4$链,在相同的动力学温度$T_0$,但在不同的构型温度-一端热,另一端比$T_0$冷。虽然在恒温区域内需要外部能量来实现这种差分恒温,但是在系统本身上不执行外部功。我们表明,该机制满足统计形式的热力学第二定律(波动定理)。提出的机制揭示了两个有趣的发现-(i)与传统热力学相反,传统热力学认为只有动力学温度才能控制热传导,构型温度也可以发挥重要作用,以及(ii)动力学和构型变量之间的相对温差控制热流的方向。然而,挑战在于开发实验技术,以将同一粒子的动力学和构型变量恒温在不同值。
2016-03-28 cond-mat.stat-mech
Dynamical Phase Transitions and their Relation to Thermodynamic Glass Physics
本文综述了轨道空间中结构-动力学相变的最新进展。一个悬而未决的问题是如何动态促进理论的玻璃化转变可能与热力学理论,解释了消失的构型熵。动态促进理论调用动态相变,在活性相(接近正常液体)和玻璃态的非活性相之间,其序参量是动态的或时间平均的结构量。特别地,具有非平凡热力学的系统中的动态相变表现出较低临界点的特征,该较低临界点接近假定的Kauzmann温度,在该温度处可能发生向理想玻璃态的任何热力学相变。我们讨论了这些发现,并建议,结构动力学相变的较低临界点可能与在动态相变的非活性阶段中发生的构型熵的大幅下降。因此,随着温度的升高,增加过冷度会使正常液体的构型熵大大降低。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computational Statistical Mechanics of a confined, three-dimensional Coulomb gas
从理论和计算机模拟的角度来看,具有长程相互作用的系统的热力学性质仍然是一个持续的挑战。在这项工作中,我们研究了一个模型系统,一个库仑气体被限制在一个球体内,通过使用Wang-Landau算法。我们已经计算了组态态密度(CDOS),热力学熵和热量曲线,并与微正则大都市模拟相比,同时显示如何的概念,如组态逆温度可以用来理解热力学行为的某些方面。在微正则蒙特卡罗模拟中,在低能量下可以看到动态多稳态行为,这表明在复杂系统中,平坦直方图方法实际上优于传统模拟。
2020-04-23 cond-mat.stat-mech
Tropical Diagram for Linear-Nonlinear Boundary in Canonical Ensemble
对于经典的常组分离散系统,我们从热带几何的角度重新考察了正则系综中连接一组势能面和热力学平衡态微观组态的线性-非线性边界是如何被晶格表征的.通过对离散动力系统的时间演化应用适当的热带极限和多重坐标变换,反映非线性的几何方面,我们成功地构造了结构自由度为f = 2的热带图,该图捕捉了位形空间上线性/非线性区域的普遍特征.该图表明,无序态附近的边界主要由对单个SDF的约束所控制,而无序态以外的准线性-非线性边界主要由SDF的局部不可分性所控制。
2021-10-17 cond-mat.stat-mech
Configurational and Vibrational Entropy in Hydrogen-bonded Fluids
本文提出用传播声子谱及单一参数描述简单流体跨液态、超临界态和气态的非理想熵,并指出氢键流体不适用该单谱描述。
2024-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bethe-Peierls Approximation for Linear Monodisperse Polymers Re-examined
本文综述了Bethe-Peierls近似在聚合物熔体热力学中的应用。我们比较了单分散线性聚合物熔体构型熵的计算结果与文献中的Monte Carlo数据。提出了构型对总液体Cp的贡献的估计。本文还讨论了Kauzmann佯谬与高分子半柔性的关系。
2011-07-12 cond-mat.stat-mech
Configurational temperatures and interactions in charge-stabilized colloid
我们证明了构型温度形式可以从经典的超维里定理推导出来,并引入了超构型温度定义的层次结构,这些定义特别适合于实验研究。然后,我们使用这些分析工具来探测电荷稳定的胶体球由平行的玻璃表面限制的单层中的静电相互作用。的配置和hyperconfigurational温度,再加上一个新的热力学求和规则,提供了以前缺乏的自我一致性测试的相互作用测量的基础上,数字视频显微镜,从而投下新的光有争议的报告约束引起的电荷吸引力。我们进一步介绍了一种新的方法,用于直接测量的对电位,使用的一致性的配置和hyperconfigurational温度作为一组约束条件的无模型搜索。
2004-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inherent Structure Approach to the Study of Glass Forming Liquids
固有结构的方法,其中在玻璃形成液体的热力学和结构的变化进行了分析,在当地的势能最小的液体样品,最近被广泛应用于玻璃形成液体的热力学方面的研究。在这种分析中,由局部能量最小值的多重性引起的构型熵的评估起着核心作用。结果在这里提出有关计算的构型熵的基础上的计算机模拟的模型液体,和应用的固有结构形式主义的研究的玻璃化转变轨迹,和玻璃形成液体的脆弱性。
2001-01-07 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics of the Kovacs Effect
我们提出了一个热力学理论的Kovacs效应的基础上的想法,即玻璃形成材料的配置自由度被赶出与热浴不可逆的热收缩和膨胀的平衡。我们假设,缓慢变化的配置子系统,即由固有结构描述的系统的一部分,其特征在于有效温度,并包含体积相关的内部变量。我们研究的机制,快速,动力学振动自由度的不可逆动力学可以导致熵和有效温度的配置子系统在浴温度足够快的变化过程中增加。然后,我们使用这个理论来解释Mossa和Sciortino(MS)的数值模拟,他们观察到的Kovacs效应比实验室实验中的可行性更详细。我们的分析突出了两种机制的内部变量的平衡。在其中一种情况下,内部变量首先向由有效温度确定的准平衡状态松弛,然后随着有效温度向浴温缓慢松弛而接近真正的热力学平衡。在另一种机制中,内部变量在中间时间尺度上直接与浴温平衡,而在任何阶段都不与有效温度平衡。这两种机制对于理解MS结果似乎都是必不可少的。
2010-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Kinetic energy and microcanonical nonanalyticities in finite and infinite systems
与正则情况相反,微正则热力学函数也可以对有限系统表现出非解析性。在本文中,我们有助于理解这些nonanalyticities的工作之间的关系的非解析性的微正则熵和它的组态对应。如果构型微正则熵$ω_N^c(v)$在$v=v_c$处具有非解析性,则对于自由度$N$的任何有限值,微正则熵$ω_N(ε)$在其自变量的相同值$ε=v_c$处具有非解析性。动能的存在削弱了非解析性,使得如果构型熵是$p$倍可微的,则熵是$p+\lfloor N/2 \rfloor$倍可微的。然而,在热力学极限中,行为是非常不同的:非解析性不再发生在相同的参数值,但微正则熵的非解析性转移到更大的能量。这些结果给出了一个一般的解释,以前观察到的平均场球模型的特殊行为。在超立方模型中,我们提供了一个进一步的例子来说明我们的结果。
2009-07-22 cond-mat.stat-mech
The correspondence between the Adam-Gibbs and the Rosenfield relations
本文从微观视角推导并比较Adam-Gibbs与Rosenfield关系,发现两者在有效温区理论与数值结果一致,存在对应转变温度,还推广Rosenfield关系并论证稳态香农熵可视为热力学熵的依据。
2025-04-18 cond-mat.stat-mech
Droplets and the configurational entropy crisis for random first order transitions
我们考虑了玻璃随机一级相变理论中液滴激发对组态熵的影响。这些激发的贡献估计在和以上的理想玻璃化转变温度。这种激发可以想象修改或“圆”的基础玻璃化转变温度的温度范围估计,并发现强烈依赖于局部亚稳相之间的表面张力在过冷液体。对于真正的结构玻璃,这个温度范围被发现是非常窄的,与理论的定量成功相一致。然而,对于某些有限范围的自旋玻璃模型,估计的表面张力显着降低,导致更强的熵重整化,从而提供了一个解释缺乏严格的热力学玻璃化转变在这些模型的模拟。
2002-06-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The cluster decomposition of the configurational energy of multicomponent alloys
使用第一性原理计算参数化的格子模型构成了模拟物理系统热力学行为的有效框架。集团展开法是一种灵活的基于晶格的方法,广泛用于多元合金的研究。然而,尽管它的普遍使用,一个定义明确的理解扩展条款仍然难以捉摸。在这封信中,我们介绍了集群分解作为一个独特的和基础不可知的分解的任何一般功能的原子结构的晶体。我们证明了从任意标准正交基组构造的聚类展开都是相同聚类分解的表示。我们展示了如何规范的膨胀系数与相同的结晶轨道之间的正交基的变化是不变的。基于它的唯一性和正交性,我们将聚类分解确定为不变方差分析分解。我们利用这些结果来说明方差和灵敏度分析的功能分析可以用来直接解释物种之间的相互作用,并深入了解计算的热力学性质。我们在这封信中提出的工作开辟了新的方向,参数估计,解释和应用网格模型的良好建立的数学和统计的理由。
2023-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A novel approach to numerical measurements of the configurational entropy in supercooled liquids
构型熵是实验上表征玻璃形成的关键观测量之一。在物理上,它量化了亚稳态的多重性,其中在给定的温度下可以发现无定形材料,并且其温度依赖性提供了玻璃化转变的主要热力学特征,这是实验上可获得的。然而,构型熵的测量需要一些近似,这常常导致模糊和矛盾的结果。在这里,我们实现了一个新的数值方案来测量的组态熵σ(T)在过冷液体,使用的自由能成本的直接确定本地化的系统在一个单一的亚稳态在温度T。对于两种典型的玻璃形成液体,我们发现在温度T_c以上,σ(T)不连续地消失,该温度T_c略低于通常对玻璃动力学起始温度的估计。这一观察结果与理论预期吻合得很好,但与其他数值方法形成鲜明对比。虽然Sigma(T)的温度依赖性与玻璃脆性相关,但我们表明,在早期数值研究中建立的Adam-Gibbs关系(将构型熵与结构弛豫时间相关联)的有效性比以前认为的要小,可能解决实验和模拟之间的重要冲突。
2014-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of emergent structure in active matter
活性物质正迅速成为一个关键的范例,表现出复杂的集体现象的非平衡软物质,但这种系统的热力学仍然知之甚少。在这封信中,我们研究的非平衡热力学大规模的活动系统的迁移率诱导相分离和极性排列,使用完全欠阻尼模型,表现出隐藏的熵生产以前没有在文献中报道。我们量化了相图中每个点的稳态熵产生,揭示了与不同相和构型结构相关的特征耗散率。这揭示了熵产生在相变的急剧不连续性,并有利于识别的微观特征,如在紧急结构的缺陷的热力学。在粒子动力学的时间反演对称性的解释是至关重要的。
2019-04-17 cond-mat.stat-mech
Complexity Thermodynamics, Equiprobability Principle, Percolation, and Goldstein's Conjectures
Goldstein介绍的构型状态代表系统的盆地,其特征在于它们的自由能$φ(T,V)$,如我们在这里所示。我们发现,一些特殊点(这里称为盆地标识符)的能量,如盆地的最小值,最大值,最低能垒等,不能用于表征系统的构型状态在所有情况下,由于它们可能的非单调行为,我们解释。复杂度$\mathcal{S(}φ,T,V\mathcal{)},$表示构型状态熵。我们证明了$S(T,V) \equiv S(φ_b,T,V) + S_b(T,V)$,其中$S_{\text{b}},$和$φ_{\text{b}}$分别是盆地熵和自由能。我们进一步证明了所有处于平衡的盆地具有相同的平衡盆地能量$E(T,V)$和熵$S_{\text{b}% }(T,V).$这里,$φ$ \和$E$是相对于势能的零点测量的。玻尔兹曼等概率原理适用于盆地,每个平衡盆地有一个相等的概率$\mathcal{P=}\exp(-\mathcal{S})$进行探索。这一原理使我们能够得出一些有用的结论,在系统中的时间依赖性。我们讨论了由于盆地连通性及其相关性的动态过渡的渗流。我们的分析验证了改进的Goldstein公式。所有上述结果被证明是有效的,在所有的温度下,而不仅仅是低温最初提出的Goldstein。
2004-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Geometric Study on Noncommutativity in Canonical Nonlinearity
本文利用粗粒化状态模型研究正则非线性中非对易性的几何行为,发现其与构型多面体的非对称Hausdorff距离正相关,并受配位数差异和CDOS不可分离性信息影响,为结构自由度不可分离性的热力学界提供几何依据。
2024-10-21 cond-mat.stat-mech
Thermomechanical conversion in metals: dislocation plasticity model evaluation of the Taylor-Quinney coefficient
使用一个分配能量的热力学框架,分配能量的原子构型储存能量的冷加工和动力学振动,我们推导出一个重要的约束泰勒-昆尼系数,量化的分数,塑性变形塑性形变过程中转化为热量的工作。与这两种能量贡献相关联的是两个独立的温度--热能的常温和构型能的有效温度。我们表明,泰勒-昆尼系数是一个函数的物理定义的有效温度,测量的原子在材料中的构型无序。最近发表的铝合金6016-T4 \citep{neto_2020}的实验,使用热力学位错理论(TDT)的元素分析,显示出良好的一致性理论和实验的应力-应变行为和温度的时间演变。模拟包括实验期间的传导和对流热能损失,并且在模拟结果内存在显著的热梯度。微分泰勒-昆尼系数的计算值也提出,并建议一个值,不同的材料和增加应变。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Measuring the configurational temperature of a binary disc packing
颗粒材料的堵塞填料不同于通常由统计力学描述的系统,因为它们是无热的。近年来出现了静态颗粒介质的统计力学,其中热力学温度被构型温度X所取代,该构型温度描述了机械稳定构型的数量如何取决于体积。已经提出了四种不同的方法来测量X。其中三个是计算的Voronoi体积分布的属性,第四个考虑到接触数和全球的体积分数。本文回答了两个问题,使用实验的二进制磁盘包装:首先,我们测试,如果四种方法来衡量紧凑性提供相同的结果时,适用于相同的数据集。我们发现,只有两种方法同意定量。其次,我们测试X是否确实是一个密集的变量;这只适用于大于大约200个粒子的样本。这一结果表明是由于最近发现的颗粒体积之间的相关性[Zhao等人,欧罗巴信件:2012,97,34004]。
2014-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Bounds for Canonical Nonlinearity Under Single-Shot Work
Kyoto University(京都大学)
本文基于资源理论扩展了非平衡态下的非线性性研究,通过单次工作在Gibbs态上应用,揭示了非平衡态非线性性与平衡态Rényi散度、温度和工作之间的关系。
2025-12-22 cond-mat.stat-mech
Accurate Configurational and Kinetic Statistics in Discrete-Time Langevin Systems
我们扩大了以前发表的Grønbech-Jensen Farago(GJF)恒温器,这是一个非常合理的变化Størmer-Verlet算法模拟离散时间朗之万方程。GJF方法已经被证明可以给出相空间的鲁棒且准确的配置采样,并且其应用于,例如,分子动力学已经很成熟了。基于谐振子在摩擦和噪声作用下的动力学响应的解析计算,提出了离散时间速度变量的新定义。GJF方法的新的伴随速度被证明可以产生正确的和与时间步长无关的动力学响应,例如,动能,它的波动,和基于速度自相关的Green-Kubo扩散。这一观察允许一个新的和方便的蛙跳算法,它有效地和精确地表示统计措施的动力学和构型性质在任何时间步长内的谐振子的稳定极限。我们概述了算法的简单性,并通过一维非线性振子和三维分子动力学的应用,证明了其有吸引力的非线性和复杂系统的时间步长无关的功能。
2019-01-09 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Variational formulation of stochastic thermodynamics: Finite-dimensional systems
Nanyang Technological University(南洋理工大学);Waseda University(早稻田大学)
本文提出随机热力学的变分基础,通过第二定律推导出一致的热力学结构,推导出新的广义涨落耗散关系,并在扩展热力学相空间中扩展了随机热力学的关键结果。
2026-04-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Efficient Monte Carlo simulation of a glass forming binary mixture
我们提出并使用了一种新的,混合蒙特卡罗算法,结合配置偏置粒子交换与并行回火。我们使用这种新的方法来模拟一个标准模型的玻璃形成的二元混合物以上和以下的所谓的模式耦合温度,Tmct。我们发现,以前用于外推的热力学量低于Tmct的温度下分解的模式耦合温度附近的一个anadministrator。因此,以前对所谓的考茨曼温度的估计需要重新审查。此外,我们还发现将扩散系数D和弛豫时间τ与构型熵Sc联系起来的Adam-Gibbs关系式D ~ exp(-a/TSc)和τ ~ exp(b/TSc)对构型和振动对自由能的贡献解耦的所有温度都是有效的。
2005-11-10 cond-mat.soft 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
Does the Adam-Gibbs relation hold in simulated supercooled liquids?
我们进行严格的测试的热力学理论的玻璃化转变的实验相关的温度制度几个模拟玻璃形成。交换蒙特卡罗算法被用来估计的配置熵和静态点到集的长度尺度,并仔细外推的弛豫时间。我们首先量化的配置熵和点到集的长度尺度在二维和三维之间的关系。然后,我们表明,亚当-吉布斯关系一般违反模拟模型的实验相关的时间窗口。收集几个过冷分子液体的实验数据,我们表明,实验观察到相同的趋势。偏离亚当-吉布斯关系仍然与随机一阶跃迁理论相容,并且可以解释Kauzmann和Vogel-Fulcher-Tammann温度之间的差异。或者,它们也可能表明,即使接近$T_g$,热力学也不是缓慢动力学的唯一驱动力。
2019-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Estimating configurational entropy and energy of molecular systems from computed spectral density
从分子模拟数据估计构型熵的大多数方法产生上限,除了谐波系统,他们是准确的。问题出现在扩散系统和构象转变的存在。例如,基于协方差的方法在原子位置改变时会大大高估熵,并导致大的但不相关的空间方差。在这里,我们提出了一种称为频谱分辨估计(SRE)的熵,能量和自由能的方法,它是基于振动的频谱密度,并在固态物理中的准谐波分析的启发。与其他方法相比,它(a)产生熵的下限和自由能的上限,(b)不受扩散的破坏,(c)将熵贡献分配给光谱特征,从而揭示了这些贡献背后的局部化和运动类型。构象转变的空间范围没有影响。该方法适用于有限体积系统,对调和系统是精确的。溶剂分子的交换是生物大分子的特征。在这里,SRE为研究蛋白质等部分扩散系统的熵和自由能开辟了一条道路。它还可以研究通道,泵和酶,这些酶通常包含几个可以交换位置的内部功能性水分子。对特定运动的分配可以通过正常模式或局部模式分析来完成,包括通过带通滤波的可视化。因此,SRE提供了对构型熵起源的洞察,并有望支持从前药到工程蛋白质的分子的合理设计。本技术报告演示了如何通过评估量子力学分子动力学模拟计算的光谱来获得和分析小分子的热力学量。
2019-10-21 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
Non-Equilibrium Phase Transition in an Atomistic Glassformer: the Connection to Thermodynamics
解决过冷液体的低温命运是具有挑战性的,这是由于所涉及的巨大的时间尺度,这会阻止平衡并导致操作玻璃化转变。将玻璃态行为与潜在的热力学相变联系起来是凝聚态物理中一个长期存在的问题。与实验一样,计算机模拟也受到液体平衡时间窗口的限制。在这里,我们解决的挑战,低温平衡使用轨迹采样系统经历非平衡相变。这种转变发生在正常的过冷液体和富含低能几何图案的玻璃态之间的轨迹空间中。我们的研究结果表明,这种转变可能成为接近所谓的Kauzmann温度的温度下,在平衡构型空间,并提供了一个可能的路线,统一的动力学和热力学理论的玻璃化转变。
2017-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tracking Coupled Granular Temperature and Entropy Dynamics in Granular Materials via Dielectric Spectroscopy
National and Kapodistrian University of Athens(雅典国立卡波迪斯特里安大学)
本文通过介电谱学研究颗粒材料中颗粒温度和熵的动力学,利用电荷跃迁和陷阱的热激活过程探测颗粒系统结构弛豫的变化,并验证了在松散和紧密状态下颗粒温度和熵与介电弛豫时间之间的AG类关系。
2026-09-09 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Deformation in amorphous-crystalline nanolaminates -- an effective-temperature theory and interaction between defects
实验和原子尺度的模拟表明,在变形的非晶-结晶纳米层压材料的塑性载体的传输介导的非晶和结晶层之间的双相界面。在本文中,我们提出了一个微观力学模型,这些双相纳米叠层,通过非晶-结晶界面(ACI)描述缺陷的相互作用。该模型是基于一个有效的温度框架,以实现一个统一的描述的缓慢,组态原子重排时,在这两个阶段被赶出平衡。我们展示了热力学第二定律如何约束缺陷的密度和构型重排的速率,并将此框架应用于结晶固体中的位错和非晶材料中的剪切转变区(STZ)。的有效温度配方使我们能够解释所观察到的运动的位错ACI和生产STZ在界面上的配置无序的材料作为一个“扩散”。我们证明了与(Kim等人,高级功能材料:2011),并证明ACI如何作为位错的汇和STZ的来源。
2016-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Possible thermodynamic structure underlying the laws of Zipf and Benford
我们表明,Zipf和本福德的法律,服从由许多不同种类的自然现象和人类活动产生的数值数据的分数有关的广义热力学结构的焦点表达。这种结构是从变形类型的统计力学,出现时,配置相空间是不完全访问在一个严重的方式。具体地说,限制是这个空间的可达分数具有分形性质。焦点表达式是两个熵(或Massieu)势之间的(不完全)勒让德变换,当具体到第一位数时,导致先前存在的本福德定律的推广。这个表达式的反函数导致齐普夫定律;但它自然包括在小秩和大秩的真实数据中观察到的弯曲或尾部。值得注意的是,我们发现,整个问题是类似于通过低维非线性映射所表现出的不稳定性过渡到混沌。我们的结果也解释了无标度网络的度分布的一般形式。
2011-03-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Emergent statistical-mechanical structure in the dynamics along the period-doubling route to chaos
我们考虑了超循环吸引子内部和朝向超循环吸引子的动力学,沿着通向混沌的倍周期路线来分析一个螺旋机械结构的发展。在这种结构中,配分函数由被称为超循环直径的吸引子位置距离的总和组成,并且相关联的热力学势测量轨道接近吸引子的速率。有限$2^{N}$和无限$N \rightarrow \infty $周期的配置权重可以表示为幂律或变形指数。对于有限周期的结构是不发达的意义上说,没有真正的构型简并,但在限制$N\rightarrow \infty $,这是实现了与一个勒让德变换连接熵的两个系综的模拟属性。我们还研究了所有$N$的配分函数和中心极限定理通过二项式逼近的作用。
2014-03-05 cond-mat.stat-mech nlin.CD