Escape Dynamics in an Anisotropically Driven Brownian Magneto-System
布朗粒子越过势垒的热激活逃逸在克拉默斯理论中是很好理解的。当受到外部磁场时，洛伦兹力通过重新调整扩散系数来减慢逃逸动力学，而不影响对势垒高度的指数依赖性。本文研究了带电布朗粒子在外加磁场的洛伦兹力作用下从二维截断谐振势中逃逸的动力学。通过使粒子受到沿不同空间方向具有不同强度的噪声的各向异性驱动。我们表明，逃逸时间可以在很大程度上调谐的各向异性驱动。虽然由于两种不同的噪声，逃逸过程变得各向异性，但在大磁场的限制下，空间对称性得以恢复。这归因于洛伦兹力引起的空间自由度之间的耦合，这使得两个噪声之间的差异在高磁场下无关。布朗动力学模拟验证了理论预测。原则上，我们的预测可以通过在磁场中使用布朗回转器的实验来检验。
2022-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of a Brownian ellipsoid in a force field
本文计算了椭球布朗粒子在恒定外力作用下的三维有效长时对流速度和色散运动。这种长期运动是由短时间尺度上的粒子旋转和平移产生的“净”平均行为。因此，我们采用系统的多尺度技术，推导出有效的运动方程，有效的时间长。我们验证我们的理论结果进行比较，数值模拟。
2016-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian forces in sheared granular matter
我们提出的结果从一系列的实验上的颗粒介质剪切的Couette几何形状，并表明，他们的统计特性可以计算在定量的方式从一组力作用在系统中执行布朗运动的假设。同样的假设已经成功地用于描述其他现象，例如铁磁体中的巴克豪森效应，因此该方案表明自己是更广泛的驱动不稳定性的更一般描述。
2006-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On Brownian motion in ideal gas and related principles
本文讨论了粒子与理想气体原子相互作用的布朗运动，它是动力学中的一个关键问题，它位于洛仑兹气体或玻尔兹曼动力学概念的形式结构等“死”系统与动力学特性（如“布朗粒子”的扩散性和迁移率）具有无标度（1/f）波动的纯气体等实际“活”系统之间的边界。
2008-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase coexistence of active Brownian particles
我们研究运动诱导的相分离的活性布朗粒子，这是建模为纯粹的排斥球，由于一个恒定的游泳力与自由扩散的方向移动。本文在幂函数概念的基础上发展了非平衡相共存和界面结构的分析理论。理论预测验证布朗动力学计算机模拟。我们发现，内部的单体力场有四个非平衡的贡献：（i）各向同性阻力和（ii）界面阻力对向前运动，（iii）超绝热球压力梯度和（iv）安静的生活梯度力。内禀球面压力与自由界面极化产生的游动压力相平衡。由于密度分布的不均匀性，静生命力与绝热力相反。静态寿命和绝热力的平衡通过两个体态函数的相等性来确定体共存，这与界面贡献无关。内力场是依赖于密度和电流的运动泛函，但与外力和游动力无关，与幂函数理论一致。相变起源于非平衡排斥，与敏捷的气体是更排斥比安静的液体。
2019-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superadiabatic forces in Brownian many-body dynamics
非平衡多体动力学的理论方法通常依赖于绝热假设，其中真实的动力学被表示为一系列的平衡态。超越这种简单的近似是一个众所周知的困难问题。对于经典布朗多体动力学的情况下，我们提出了一种模拟方法，允许隔离和精确地评估超绝热相关性和所产生的力。应用该方法的一维硬粒子系统揭示了动力学的重要性，以及这些非平凡的平衡贡献的复杂性。我们的发现有助于澄清动态密度泛函理论的现状，并为改进理论的发展提供了合理的依据。
2014-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
External force affected escape of Brownian particles from a potential well
详细分析了外力对布朗粒子从势阱中扩散逃逸动力学的影响。分析内的两个状态模型的过程中，这是已知的是有效的深井限制在没有外力。该模型的广义变体，考虑到力的影响，被证明是相当准确的，以及一些形状的井。在广义两态模型的简单表达式以及人口减少动力学，特别是逃逸率。这些表达式表明，力（$F$）的影响表现在逃逸率对唯一参数$φ= Fa/(2k_b T)$的依赖性，其中$a$是阱$U(r)$的吸引部分的Onzager半径，由关系式$|U(a)| = k_b T$定义。详细分析了这种依赖性在弱力和强力情况下的极限行为。可能的应用程序，以及分析结果的关系，以获得较早的简要讨论。
2009-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian Vortexes
在静态但非保守力场中，一个粒子在一个稳定的力学平衡点周围扩散，进入一个以概率通量循环为特征的稳定状态。在这样一个布朗涡旋的环流是不是简单的决定性的响应螺线管组件的力量，而是反映了力驱动的概率流和扩散之间的相互作用。作为这类以前未被认识到的随机热机的一个例子，我们考虑稳定地捕获在传统光镊中的胶体球。粒子的布朗涨落不是与周围的热浴达到热力学平衡，而是偏向于一个环形的滚动。我们从理论上和实验上证明，在这种实际实现的布朗涡的环流可以进行通量反转。
2009-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The kinetics of escaping of Brownian particles from a potential well for different space dimensionality. The effect of external force
详细分析了在外力作用下，布朗粒子从势阱中扩散逃逸的二维和三维动力学。动力学研究内的两个状态模型（TSM）提出的过程中没有外力。该模型的广义变体，考虑到力的影响，提出了这是相当准确的一些形状的好的2D和3D过程。在广义TSM简单的表达式以及人口减少动力学，特别是逃逸率。的力（$F$）的效果表明，表现在逃逸率依赖于唯一的参数$φ= Fa/(2k_b T)$，其中$a$是翁萨格半径的吸引力的一部分，以及$U(r)$，定义的关系$|U(a)| \approx k_b T$。这种依赖性在弱和强的力的情况下的限制行为进行了详细的研究，无论是在2D和3D的过程。所得结果的分析实验的一些应用进行了简要讨论。
2009-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The non-equilibrium solvent response force: What happens if you push a Brownian particle
Institut für Physik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg（弗赖堡大学物理研究所）
本文推导了含外部力的广义 Langevin 方程，揭示了外部力如何通过漂移系数、记忆核和波动力加性地进入方程，并发现一个此前被忽视的额外项。
2023-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable Brownian Vortex at the Interface
通过在液-气界面上施加一个非保守力场到一个被保守光阱力束缚的胶体粒子，证明了一种一般的布朗涡旋。当液体介质以恒定速度平移时，珠粒被捕获在界面处，表面附近的拖曳力提供足够的旋转分量以使颗粒的热波动偏向于循环运动。的热波动和平流的珠在构成的旋涡运动之间的相互作用进行了研究，推断的循环运动的角速度提供了一个比较措施的界面波动。
2011-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of active Brownian particles in two dimensions: Anything for a quiet life
活跃的布朗粒子显示自推进运动，这可以被建模为由单体力产生。虽然它们的粒子间相互作用是纯粹排斥的，但对于强大的自推进，游泳者相分离成稀相和密相。我们详细描述了最近的一个理论（Phys. Rev. E 100，052604（2019）; Phys. Rev. Lett. 128，26802（2019））用于这种运动性诱导的相分离。从连续性方程和力密度平衡出发，描述基于对内力密度的四个超绝热贡献。在这里，超绝热力是由于系统中的流动而产生的，它们作用在由平衡自由能产生的绝热力之上。用体态函数描述了相共存，并与文献中的布朗动力学模拟结果定量一致。我们详细描述了所有的分析步骤，以充分解决空间和取向的依赖性的单体密度和电流。分解成角傅里叶级数导致总密度、偏振和所有高次模的耦合。我们描述了功率泛函的方法，包括超绝热力场的运动学依赖性和安静的生活效果，推动粒子从快到慢的区域，从而诱导相分离。
2021-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy Production and Thermodynamic Dynamics in Active and Passive Brownian Systems Driven by Time Dependent Forces and Temperatures
本文解析研究了时间依赖温度和力驱动的主动与被动布朗马达，推导熵产生和提取率，发现自由运动时总熵仅依赖温度和摩擦，外力强烈影响熵产生与耗散。
2025-04-14 cond-mat.stat-mech
Tuning the Viscosity and Jamming Point in Dense Active non-Brownian Suspensions
本文通过 run-and-tumble 粒子模拟研究稠密活性非布朗悬浮液，揭示活性如何降低黏度、移动阻塞点并改变力链结构，进而提出新本构定律。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity and force autocorrelations in Brownian dynamics with a Lorentz force
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；Leibniz-Institute for Polymer Research（莱布尼茨聚合物研究所）
推导了外磁场中布朗粒子速度与力自相关张量的一般关系，并在过阻尼极限下简化，发现速度自相关张量的自扩散部分与力自相关张量的反对称部分耦合，耦合强度由回旋频率与热化率之比决定。
2026-07-03 cond-mat.stat-mech
Anisotropic active Brownian particle with a fluctuating propulsion force
主动布朗粒子（ABP）模型描述了一个游泳者，合成的或活的，其游泳方向是一个布朗运动。游泳是由于推进力，波动通常是热的起源。我们提出了一个2D模型中的波动所产生的非热噪声的推动力作用在一个单一的点，如由于鞭毛。我们采取过阻尼限制，并找到几个修改传统的ABP模型。由于波动力引起波动力矩，描述该过程的扩散张量具有平移和旋转自由度之间的耦合。各向异性粒子也表现出依赖于质量的噪声诱导的漂移，这不会消失在过阻尼极限。我们表明，这些影响有可测量的后果，活性粒子的长期扩散率，特别是增加了一个贡献，是独立的力的行为。
2022-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Work fluctuations for a Brownian particle driven by a correlated external random force
本文研究了布朗粒子在关联随机外力作用下的欠阻尼运动。该力由Ornstein-Uhlenbeck过程建模。研究了定态布朗粒子在一定时间内受外力作用所作功的涨落。我们计算的大偏差函数以及完成的工作的概率密度函数的完整渐近形式。我们还讨论了该系统的大偏差函数的对称性。最后，我们进行了数值模拟，他们是在一个非常好的协议与解析结果。
2014-07-23 cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles in external force fields: field-theoretical models, generalized barometric law, and programmable density patterns
Westfälische Wilhelms-Universität Münster（明斯特大学）
我们研究了外力对二维和三维空间中相互作用的活性布朗粒子集体动力学的影响。通过显式粗粒化，我们推导出适用于空间和时间相关的外力场的预测模型。我们研究这些模型的情况下，重力和谐波陷阱。特别是，我们推导出一个广义的气压公式的相互作用下的活性布朗粒子的重力是有效的低到高浓度和活动的粒子。此外，我们表明，可以使用一个外部谐波陷阱诱导运动诱导相分离系统，没有外部字段，保持在一个均匀的状态。这一发现使得在活性布朗粒子系统中实现可编程密度模式成为可能。我们的分析预测被发现是在非常好的协议与布朗动力学模拟。
2022-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flow and structure in nonequilibrium Brownian many-body systems
本文提出了布朗多体系统集体流作用下非平衡结构形成的力的基本分类。内部单体力场被系统地分解为与空间结构和耦合运动相关的贡献。我们证明，这两个贡献可以直接在计算机模拟中获得，并提出了一个功率泛函理论，定量描述所有类型的力。我们的结论和方法是相关的惯性系统中的流动，如分子液体和颗粒介质。
2020-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Influence of rotational force fields on the determination of the work done on a driven Brownian particle
对于布朗系统，热力学量的演化是一个随机过程。特别是，即使操作协议保持不变，对保持在光阱中的驱动胶体颗粒进行的工作也会因实验操作的每次实现而改变。然而，工作分配受既定法律的制约。在这里，我们展示了如何测量的工作分布的影响，即旋转，非保守，辐射力的存在。对不同材料的粒子的实验表明，旋转辐射力，因此，他们对工作分布的影响，随着粒子折射率的增加。
2010-06-23 cond-mat.stat-mech
On the Humble Origins of the Brownian Entropic Force
由于认识到溶质粒子与周围经历随机热运动的溶剂粒子的多次碰撞的平均值所产生的某些力可能具有熵的性质，因此将这些力及其相关熵纳入了从分子动力学模拟到粒子物理学中夸克偶素抑制建模的理论协议中。在这里，我们提出了一个严格的推导这个布朗熵力的经典吉布斯正则配分函数的手段，并在这样做提供了一个启发式的演示其动力学起源。
2015-06-17 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Brownian rectifiers in the presence of temporally asymmetric unbiased forces
研究了时间非对称摆动棘轮的能量转换效率。时间不对称有利于一个方向的电流，并抑制它在相反的方向，由于这很容易获得大的效率约50%。电势的空间不对称性以及系统的不均匀性可能有助于进一步提高效率。微调系统参数考虑导致多个电流反转，即使在绝热制度。
2004-01-12 cond-mat.stat-mech
Directing Brownian motion on a periodic surface
我们考虑一个过阻尼的布朗粒子，暴露于一个二维的，正方形的晶格势和一个矩形的ac驱动器。依赖于驱动振幅，对沿着晶格对称轴的弱直流力的线性响应包括在基本上任何方向上的迁移率。特别是，可能会出现与所施加的直流力完全相反的运动。在改变直流力相对于正方形晶格的角度时，粒子运动主要保持与直流力相反。基本的物理机制是无偏确定性粒子动力学的自发对称性破缺。
2009-03-16 cond-mat.stat-mech
From Brownian motion formalism to fluctuation-induced force in a general fluctuating medium
从微观角度出发，利用量子布朗运动形式，严格地得到了有限温度下两块各向异性物质与涨落介质组成的系统的配分函数.得到了各向异性物质块间涨落诱导自由能的一般表达式，并证明了在诱导力框架下，平均力自由能与有效自由能是等价的。
2018-03-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non Markovian electron Brownian motion with radiation reaction force
本研究从经典角度探讨考虑辐射反作用力的非马尔可夫电子等离子体扩散，通过引入有效记忆时间将广义朗之万方程转化为不违反因果性的随机类Abraham-Lorentz方程并解析求解，最后与数值模拟对比验证。
2025-05-29 cond-mat.stat-mech
Brownian motion from molecular dynamics
用分子动力学模拟研究了具有不同质量M和直径D的单粒子的布朗运动。在两种不同的流体密度下，除了确定布朗粒子的动量自关联函数外，还确定了布朗粒子的记忆函数和进入广义朗之万方程的涨落力，并研究了它们对质量和直径的依赖关系。从高斯形式的波动力分布的偏差被观察到的小颗粒直径。对于重粒子，波动力与作用在布朗粒子上的总力的偏差随质量比m/M线性减小，其中m表示流体粒子的质量。
2010-10-20 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Work distribution function for a Brownian particle driven by a nonconservative force
我们推导出了一个均匀拖动的布朗粒子受到旋转力矩的简谐力所作的功的分布函数。根据Onsager和Machlup的泛函积分方法，我们得到了在时间$t$的特定位置找到布朗粒子的转移概率，因为它在较早的时间从特定的位置开始了旅程。广义Onsager-Machlup拉格朗日量的正向和时间反演形式之间的差异被确定为介质熵产生率，这进一步帮助我们发展我们模型的随机热力学形式主义。由谐波陷阱所做的工作的概率分布进行评估的平衡初始条件。虽然这种分布具有高斯形式，但发现这种分布不满足传统的工作波动定理。
2015-06-02 cond-mat.stat-mech
Time-dependent attractive thermal quantum force upon a Brownian free particle in the large friction regime
我们研究了自由粒子在没有惯性力的情况下所经历的布朗运动（所谓的大摩擦区），正如爱因斯坦在1905年发现的扩散方程所描述的那样。因此，我们能够得出一个依赖于时间的量子吸引力F（t），它作用在布朗自由粒子上，作为由一组量子谐振子组成的热浴的量子力学热涨落的结果，这些量子谐振子在温度T下处于热力学平衡，具有相同的振荡频率/ω。更具体地说，在零温度下，我们预测零点力由F^（（T=0））（t）=-[ω/（1+2 \omegat）^（3/2）] \sqrt（γ/2）给出，其中γ是单位时间质量维数的摩擦常数，/eta是普朗克常量除以2π。对于演化时间t~1/ω，ω~0^14 Hz，/gamma~10^（-10）kg/s，和/eta~10^（-34）m^2 kg/s，我们发现F^（（T=0））~10^（-8）N，它表现出与卡西米尔电磁量子力相同的数量级。因此，我们认为，新的量子效应所产生的概念，随时间变化的热量子力F（t），可以证明一些实验设置在纳米技术。
2010-04-04 cond-mat.stat-mech
Emergence of Nonwhite Noise in Langevin Dynamics with Magnetic Lorentz Force
研究了受磁洛伦兹力驱动的带电布朗粒子的朗之万动力学的低质量极限。在低质量的限制，速度变量放松迅速粗粒化的位置变量产生有效的动力学。在没有洛伦兹力的情况下，低质量极限等效于高摩擦极限。这两种情况下共享相同的朗之万方程，该方程是通过将原始朗之万方程中的质量设置为零而获得的。在存在洛伦兹力的情况下，这种等效性就失效了。低质量极限原来是奇异的。处于低质量极限的系统不同于零质量系统。低质量极限也不同于大摩擦极限。推导了低质量极限下的有效运动方程。由此产生的随机微分方程涉及一个非白噪声的相关矩阵具有反对称分量。我们通过研究布朗粒子的热耗散来证明非白噪声的重要性。
2017-10-12 cond-mat.stat-mech
Anomalous transport phenomenon of a charged Brownian particle under the thermal gradient and the magnetic field
受到非保守力（如作用于带电粒子的磁力和作用于活性粒子的手征自推进力）影响的非平衡系统的随机过程越来越受到人们的关注。本文研究了非相互作用布朗粒子在恒定磁场作用下的定态输运问题。我们证明了垂直于温度梯度和磁场的类能斯特定态密度流的存在性，这是由非守恒力和位置依赖温度的乘性噪声之间的复杂耦合引起的.
2021-12-14 cond-mat.stat-mech
Equivalence of mean-field avalanches and branching diffusions: From the Brownian force model to the super-Brownian motion
本文指出，弹性界面动力学中雪崩的平均场论，即非平衡统计物理中新近发展起来的所谓布朗力模型（BFM），等价于概率论中发展起来的所谓超布朗运动（SBM），即与{ \it空间嵌入} Galton-Watson树有关的分支过程的连续极限。特别是，最近从平均场雪崩的场论（“瞬子方程”）中（重新）发现的精确可解性属性映射到所谓的Dawson-Watanabe 1968二元属性上。根据这种对应关系，我们比较了在这两个领域中独立获得的结果，并将其中一些结果从一个领域转移到另一个领域。特别地，我们讨论了分支布朗运动映射到平均场雪崩的连续场论上的标度极限
2022-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Thermodynamics of collisional models for Brownian particles: General properties and efficiency
我们介绍了布朗粒子的{\it碰撞模型}的思想，在该模型中，粒子被顺序地放置成与不同的热环境和外力接触。热力学性质是准确地获得，无论涉及的水库数量。在存在外力的情况下，熵产生呈现双线性形式，其中Onsager系数被精确计算。分析布朗发动机的基础上顺序热开关的建议和考虑其效率的调查考虑到不同的外力协议。我们的研究结果揭示了一个新的（和替代）的路线，获得有效的热机的基础上有限次布朗机。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.soft
Mean Trajectories of Multiple Tracking Points on A Brownian Rigid Body: Convergence, Alignment and Twist
我们考虑在一个外力场存在和不存在的情况下进行布朗运动的刚体上的多个跟踪点的平均轨迹。基于忽略流体动力学相互作用的刚体-多边形和多面体的朴素表示，研究了这些布朗多边形和多面体的朗之万动力学.以常动力、简谐动力和指数衰减动力为例进行了研究。在二维空间中，根据外力的大小和形式以及物体的各向同性和各向异性，这些跟踪点的平均轨迹可以表现出三种相互作用状态：收敛，其中平均轨迹收敛到一个点或单个轨迹;对齐，其中平均轨迹平行并置;扭曲，其中平均轨迹扭曲和交错，形成辫状结构。此外，我们已经表明，一般来说，一个刚体可以从这些制度和它们之间的过渡采样。在这种转变过程中，其布朗行为会发生改变。值得注意的是，从二维空间中的多边形到三维空间中的多面体，由于三维空间中的两个更多的旋转自由度，对准和扭曲状态消失，并且仅存在会聚状态。
2021-01-15 cond-mat.stat-mech
Spatial shape of avalanches in the Brownian force model
我们研究了布朗力模型（BFM），一个可解模型的雪崩统计的接口，在一般的离散设置。BFM描述了在独立的布朗力景观中由抛物阱驱动的弹性耦合粒子的过阻尼运动。雪崩被定义为粒子响应于阱位置（即施加的力）的任意单调变化的集体跳跃。我们推导出这些跳跃的联合概率分布的精确公式。从它，我们得到的联合密度的局部雪崩尺寸的准静态极限附近的脱钉阈值的平稳驱动。鞍点分析预测的雪崩的空间形状的限制，大的纵横比的连续版本的模型。然后，我们研究这个鞍点周围的波动，并获得领先的平均形状，平均形状和形状不对称的波动，有限的纵横比的校正。最后，我们的结果面临的数值模拟。
2015-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic Limit of Brownian Particles Interacting with Short and Long Range Forces
我们研究了一个相互作用的粒子模型系统的时间演化，运动在一个$d$维环面。微观动力学在时间上是一阶的，速度设置为等于势能项$Ψ$加上独立布朗运动的负梯度：$Ψ$是对势的和，$V(r)+γ^d J(γr)$，第二项具有Kac势的形式，具有倒数范围$γ$。利用扩散流体动力学标度（空间尺度$γ^{-1}$，时间尺度$γ^{-2}$），在极限$γ\downarrow 0$下，得到了描述宏观密度分布随时间演化的扩散型积分微分方程.
1998-09-24 cond-mat.stat-mech
Out of equilibrium thermal Casimir effect between Brownian conducting plates
研究了两个带布朗电荷的表面在不同温度下的热涨落诱导相互作用。使用动力学形式的德拜-休克尔理论内实现的随机方程的密度的移动布朗电荷，我们推导出表达式的平均力之间的两个表面，以及它的方差。后者被发现为正常的，有限的平均值，以及横向力，零平均值，表面之间。
2015-12-10 cond-mat.stat-mech
The role of non-conservative scattering forces and damping on Brownian particles in optical traps
我们考虑一个模型的粒子被困在一个谐波光学陷阱，但与一个非保守的辐射诱导力。该模型被称为正确地描述实验观察到的捕获粒子的统计范围广泛的物理参数，如温度和压力。从理论上分析了非保守力对粒子位置的稳态分布和功率谱的影响。我们计算微扰的概率分布所产生的非平衡稳定状态的所有动力学制度，欠阻尼过阻尼和相关的电流在相空间（位置和速度）的表达式。我们还给出了在所有动力学区域和任何非保守力值下被囚禁粒子位置的谱密度。签名的存在非保守力被证明是特别强的欠阻尼制度在低频率。
2018-12-21 cond-mat.stat-mech
Paradoxical non-linear response of a Brownian particle
当环境温度是时间的周期性或随机变化函数时，我们考虑布朗粒子处于“曲折”周期势中。虽然远离平衡，但粒子对外部静力的线性响应与平衡情况下（即恒定温度下）完全相同。更令人惊讶的是非线性响应：粒子减速，然后甚至开始向与所施加的力相反的方向移动。
2004-06-07 cond-mat.stat-mech
Transport driven by biharmonic forces: impact of correlated thermal noise
研究了在零平均双谐力和相关热噪声驱动下，在对称周期基底中运动的惯性布朗粒子。布朗运动被描述为一个广义朗之万方程与指数相关的高斯噪声项，遵守波动耗散定理。分析了热噪声的非零关联时间对布朗粒子输运性质的影响。我们确定制度的相关时间的增加加剧了布朗粒子的长时间传输。相反的效果也被发现：较长的相关时间降低了粒子的静止速度。检测到了相关时间引起的多次电流反转。我们发现，非零相关时间的热噪声可以从根本上提高长时间的布朗粒子的速度在白噪声限制的速度是非常小的制度。所有的输运性质可以在由电容和电容并联的约瑟夫森结器件组成的装置中进行测试。
2010-08-16 cond-mat.stat-mech
Subfemtonewton force fields measured with ergodic Brownian ensembles
我们表明，辐射压力力场可以测量和重建的分辨率$0.3$ fN（在$99.7\%$置信水平）使用遍历合奏过阻尼胶体粒子。出色的力分辨率水平是由大尺寸的统计系综提供的，该系综通过记录所有扩散粒子的所有位移而建立，而与轨迹和时间无关。这是唯一可能的，因为驱动粒子的噪声是热的，白色的和稳定的，所以胶体系统是遍历的，正如我们仔细验证的那样。使用各态历经的胶体分散体来执行外力的超灵敏测量不限于非保守的光学力场。因此，我们的实验让位于有趣的机会，在流体中的弱力测量的背景下。
2019-08-01 cond-mat.stat-mech physics.optics
Force--Torque Reciprocity and the Inference of Concealed Dissipation in a Geared Brownian Machine
West Los Angeles College（西洛杉矶学院）
研究互易布朗电机中机械失速坐标后的隐藏熵产生，通过引入可解析求解的朗之万电机，利用力 - 扭矩互易性和平移对称性，证明可仅通过观测坐标测量精确重构隐藏熵产生，无需时间尺度分离。
2026-07-14 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation in the overdamped limit with a magnetic Lorentz force
在非平衡系统中，电流的相对涨落与熵产生之间存在一种普遍的折衷关系，称为热力学测不准关系（TUR）。对于具有破缺时间反演对称性的系统，在特定的模型或线性响应区域中已经报道了它的破坏。在这里，我们推导出一个修改后的版本的TUR解析一般朗之万动力学与磁洛伦兹力引起的时间反转打破过阻尼极限。值得注意的是，这种修改的版本是简单地给出了由过阻尼运动的降低的有效温度与储层温度的比率缩放的常规TUR，允许违反常规TUR。如果没有洛伦兹力，这个比值变为1，恢复到传统的TUR。我们验证了我们的结果在一个特定的可解系统的分析和数值。
2021-05-26 cond-mat.stat-mech
On the velocity autocorrelation function of a Brownian particle
研究了不可压缩流体中布朗运动的记忆效应。推理是基于Mori-Zwanzig形式主义和朗之万力作为一个有效的和布朗粒子之间的碰撞的结果的一个新的配方。从而得到了有限色散的随机力自相关函数和相应的布朗粒子速度自相关函数。
2014-11-09 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Fluctuating, Lorentz-force-like coupling of Langevin equations and heat flux rectification
在朗之万方程描述的物理系统中，相互作用的自由度通常通过对称参数矩阵耦合。这种耦合对称性是所涉及的保守力的时间反演对称性的结果。如果耦合参数随机波动，产生的噪声称为乘性。例如，机械振荡器可以通过弹簧“常数”的波动对称矩阵耦合。这样的系统表现出充分研究的不稳定性。本文研究了反对称、时间反演对称破缺耦合的互补情形，这种耦合可以用洛伦兹力或各种回转器实现。我们考虑的情况下，这些反对称耦合波动。这种类型的乘性噪声不会导致稳态的不稳定性，但重整化的有效非平衡摩擦。波动的洛伦兹力类耦合也允许控制和纠正热传递。这种产生不对称热通量的机制的一个值得注意的特性是，控制耦合不与系统交换能量。
2017-07-27 cond-mat.stat-mech
Brownian motion with dry friction: Fokker-Planck approach
我们解决了朗之万方程，首先研究了de Gennes，其中有一个固体-固体或干摩擦力作用于布朗粒子除了粘性摩擦通常考虑在研究布朗运动。通过求解相应的含时Fokker-Planck方程，得到了该方程的含时传播子和速度关联函数。精确的结果被发现的情况下，只有干摩擦作用在颗粒上。对于同时存在干摩擦力和粘摩擦力的情况，得到了传播子和关联函数的抛物柱面函数的级数表示。类似的级数表示也得到的情况下，外部恒定的力被添加到朗之万方程。
2010-10-21 cond-mat.stat-mech
Force measurement in the presence of Brownian noise: Equilibrium distribution method vs. Drift method
微系统的研究和纳米技术的发展需要新的技术来测量微尺度和纳米尺度下的皮牛顿力和飞牛顿力。在这些挑战中，需要处理不可避免的热噪声，这在空间扩散梯度的典型实验情况下会导致伪漂移。这导致了一个校正项时，估计力从漂移测量[物理修订快报。104，170602（2010）]。在这里，我们提供了一个系统的研究这种效果比较力作用在各种布朗粒子来自平衡分布和漂移测量。我们讨论的物理起源的校正项，其依赖于壁的距离，粒子半径，和它的关系，用于解决各自的随机积分的公约。这样的校正项对于较小的颗粒变得更重要，并且对于生物分子大小的颗粒，预测为几微微牛顿的量级。
2010-09-13 cond-mat.stat-mech physics.ins-det
A Brownian Dynamics Model of Kinesin in Three Dimensions Incorporating the Force-Extension Profile of the Coiled-Coil Cargo Tether
驱动蛋白家族的马达蛋白参与多种细胞过程，运输物质和产生力。随着实验技术的最新进展，例如可以探测单个分子的光镊，人们越来越感兴趣地了解马达蛋白将化学能转化为机械功的机制。在这里，我们提出了一个数学模型的化学和三维力学的驱动蛋白马达蛋白，它捕获了许多力依赖的功能的电机。对于将货物附着到马达的系绳的弹性，我们开发了一种方法，用于从光阱数据导出非线性力-延伸关系。对于驱动蛋白头，货物，和显微镜阶段，我们制定了一个三维布朗动力学模型，考虑到排除体积相互作用。为了有效地计算统计数据的模型的算法，提出了使用两步协议，该协议分离的模型的化学动力学的模型的机械特征的模拟。利用该方法计算了马达输送的小球的力相关平均速度和随机参数，并与实验数据进行了比较。
2009-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Force-dependent diffusion coefficient of molecular Brownian ratchets
研究了三种相关的分子布朗棘轮模型中的平均速度和扩散常数。布朗棘轮可用于描述在孔反侧存在伴侣的情况下，DNA等生物聚合物通过细胞中纳米孔的移位。分子伴侣可以结合到聚合物上，防止它通过孔滑回。首先，我们研究了一个简单的模型，描述了易位的不对称随机游走。它作为一个介绍性的例子，但已经抓住了布朗棘轮的主要特征。然后，我们提供了一个解析表达式的扩散常数在经典模型的易位棘轮，首先提出了由佩斯金等人。该模型基于这样的假设，即伴侣的结合和解结合比DNA链的扩散快得多。为了弥补这一缺点，我们提出了一个修改后的模型，也适用于（非）约束力的利率是有限的。我们计算了这个新模型的力依赖的平均速度和扩散率，并将结果与原始模型进行了比较。我们的分析表明，对于大的拉力，这两种模型的预测可以有很大的不同，即使（联合国）结合率是大的扩散时间尺度相比，但仍然有限。此外，布朗棘轮效率的热力学不确定性关系的影响进行了讨论。
2018-08-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Noncentral forces mediated between inclusions in a bath of active Brownian rods
使用布朗动力学模拟，我们研究了有效的相互作用之间的两个相同的和不可渗透的磁盘（夹杂物）浸泡在浴缸中的相同的，积极的（自推进），布朗杆在两个空间维度，假设自推进轴的杆通常可能会偏离他们的纵轴。当自推进是横向的（垂直于棒轴），聚集的活性棒周围的夹杂物显着增强，导致更膨胀的空间分层（环的形成）的棒周围的夹杂物，与纵向自推进棒的参考情况相比。因此，横向自推进杆还介导了夹杂物之间的显著更长范围的有效相互作用。浴介导的相互作用的出现是由于围绕夹杂物形成的活性棒环之间的重叠，因为它们被带入小的分离。当自推进轴相对于棒轴倾斜时，我们发现围绕内含物二聚体的活性棒积累的不对称不平衡。这导致了一个非中心的相互作用，具有反平行对横向力分量，因此，浴介导的扭矩的二聚体。
2021-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Electron corrected Lorentz forces in solids and molecules in magnetic field
在Born-Oppenheimer从头算分子动力学的框架下，描述了在磁场中一般绝缘系统中离子所受的有效洛伦兹力.作用在每个离子上的力包括电子起源的重要贡献，它明确地取决于所有其他离子的速度。它是根据Berry曲率以直接适用于未来基于{ \it，例如}的第一原理经典动力学模拟的形式来制定的。密度泛函方法作为一个初步的分析演示，我们提出了一个H $_2$分子在一个中等强度的字段中的动力学，近似描述通过斯莱特的变分波函数的电子。
2007-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Brownian duet: A novel tale of thermodynamic efficiency
我们分析计算了由两个时间周期力驱动的等温布朗发动机的随机热力学性质，包括其Onsager系数，每个力的随机功，以及相应的随机熵产生。我们验证了不同的操作制度，最大功率，最大效率和最小耗散之间的关系，并重现随机效率的签名功能。所有这些结果都是在胶体系统上进行的实验测试，没有可调参数。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Distribution of joint local and total size and of extension for avalanches in the Brownian force model
布朗力模型（Brownian force model，BFM）是一种描述随机介质中内部空间维数为$d$的弹性界面中雪崩时局部速度的平均场模型。它可以通过非线性微分方程精确求解。我们研究的雪崩后踢，即一步的驱动力。我们首先回顾计算的分布的全球规模（总扫描面积）和当地的跳跃大小为任意踢幅度。我们将此计算扩展到单个雪崩内的局部和全局大小的联合密度，在无限小踢的限制。当界面是由一个单一的点驱动，我们发现新的指数$τ_0=5/3$和$τ=7/4$，这取决于是否施加力或位移。我们表明，沿一个内部方向（即总长度在$d=1$）的单个雪崩的扩展是有限的，我们计算其分布，无论是本地或全球踢。在所有情况下，在小的$\ell$下，它都表现出$P(\ell) \sim \ell^{-3}$发散。我们的大部分结果进行了测试，在尺寸$d=1$的数值模拟。
2016-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and efficiency of sequentially collisional Brownian particles: The role of drivings
布朗粒子顺序放置在不同的热储层接触，并受到外部驱动力是有前途的候选人，为建设可靠的热机。在这方面的贡献，我们解决的作用，提高机器性能的驱动力。对于一般的驱动方案，得到了功率输出和效率等热力学量的解析表达式。选择合适的驱动方案，可显著提高功率输出和效率，并扩展工作范围。功率和效率的最大化，无论是相对于力的强度，驱动方案或两者都已被考虑和例示为两种驱动：一个通用的幂律和一个周期性的驱动。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
