Nonequilibrium Green-Kubo relations for hydrodynamic transport from an equilibrium-like fluctuation-response equality
在接近平衡时，格林-久保关系式用平衡关联函数提供了宏观输运系数的微观表达式。在其核心，它们是基于反应和波动之间的密切关系，体现在平衡波动耗散定理，一个连接一般打破远离平衡。在这项工作中，我们确定了一类扰动，其响应周围远离平衡的稳态是连接到稳态关联函数通过平衡的波动响应等式。然后，我们利用这个预测，以充实线性化的流体动力学输运方程，描述如何在宏观非平衡系统的空间不均匀性放松。因此，我们推导出两种类型的流体动力学变量的输运系数的非平衡格林-久保关系：局部守恒密度和对称性破缺模式。这项工作的一个副产品是提供一个理论基础的有效性Onsager的回归假设周围的非平衡稳态。我们的预测分析和数值证实了两个模型系统：密度扩散在流体中的软，球形活性布朗粒子和相扩散在嘈杂的仓本模型上的正方形晶格。
2021-11-02 cond-mat.stat-mech
Dynamic dependence of nonequilibrium work limits the validity of the Jarzynski Equality
分析了Jarzynski等式（JE）在准静态变换的热力学极限和哈密顿演化的工作协议方面的有效性。在第一种情况下，我们表明，JE仅适用于等温变换;在第二种情况下，我们表明，所做的工作（与最终状态哈密顿量）取决于时间动态的工作协议（包括其速度），从而排除了识别它的自由能或任何其他热力学态函数的可能性。即使在热力学极限和无限慢的哈密顿变换（绝热不变性）的热力学平衡状态的情况下，所得的功表达式也不默认为JE，而是默认为绝热热力学变换的功关系，W= Δ U，其中W是功，U是内能。
2020-05-13 cond-mat.stat-mech
Kinetic Equality for Susceptibility and Dynamical Activity
本文提出适用于非平衡系统磁化率与动态活性的通用动力学等式KSE，该等式不仅作为极限情况再现了动力学不确定性关系及其多元扩展，还通过推导涨落定理的动力学推广和协方差等式，统一了多种非平衡动力学关系。
2023-09-12 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat relation
本文在 Jarzynski 等式基础上，针对系统与热浴间交换的随机热量提出了一个新的等式，并给出了测量该随机热量所需实验条件的指导准则。
2024-11-15 cond-mat.stat-mech
Experimental Test of a New Equality: Measuring Heat Dissipation in an Optically Driven Colloidal System
测量非平衡小系统的能量耗散通常是一项困难的工作。最近，Harada和Sasa [Phys.Rev.Lett. 95，130602（2005）]导出了将能量耗散率与由朗之万方程描述的非平衡稳态中的实验可获得的量相关联的等式。在这里，我们展示了在光驱动胶体系统中对这种新关系的第一次实验测试。我们发现这个等式在相当好的程度上得到了验证，因此，一个小系统的不可逆功可以从容易获得的量来估计。
2007-01-06 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady-state Kubo formula: equality of transport coefficients
我们解决的问题是否输运系数从一个单一的封闭系统设置，即，标准平衡Green-Kubo公式与从弱驱动非平衡稳态计算获得的公式相同。首先，我们推导出一个非平衡Kubo的稳态扩散常数表示为一个时间积分的电流或保守的密度非平衡关联函数的表达式。该表达式比平衡Green-Kubo公式有一定的优点，但不清楚它是否给出相同的扩散常数值。然后，我们严格表明，如果酉动力学是扩散的非平衡公式确实给出了完全相同的输运系数。预测了有限尺寸修正的形式。通过对几种相互作用多体模型中扩散常数的显式计算，验证了理论结果。
2019-01-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Supersymmetry and Nonequilibrium Work Relations
本文给出了具有随机动力学的空间相关场的非平衡功关系的场论证明。路径积分表示及其对称性使我们能够导出Jarzynski等式。此外，我们推导出一组确切的身份，推广的波动耗散关系，远离平衡的情况。这些恒等式易于实验验证。此外，我们表明，超对称性不变性的朗之万方程，这是打破时，外部潜在的时间依赖性，部分恢复的行动增加一项，这正是Jarzynski的工作。Jarzynski的等式也可以从这个超对称性推导出来
2008-02-01 cond-mat.stat-mech
A nonequilibrium equality for free energy differences
一个表达式推导出两个配置的系统之间的经典自由能差，在有限时间测量的工作进行参数切换从一个配置到其他方面的合奏。两个著名的均衡恒等式作为这一结果的极限情况出现。
1996-10-30 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Jarzynski-like Equality of Nonequilibrium Information Production Based on Quantum Cross Entropy
针对两次测量方案在随机变量关联 von Neumann 熵时失效的问题，本文采用一次测量方案并基于量子交叉熵定义信息产生分布，导出类 Jarzynski 等式，为研究其在量子通信、机器学习和热力学中的作用提供基础。
2022-12-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Jarzynski equality in the context of maximum path entropy
在从基本原理（如最大路径熵，也称为最大口径原理）中找到非平衡统计力学的公理推导的全球框架中，这项工作提出了著名的Jarzynski等式的另一种推导，这是一个非常重要的非平衡恒等式，由于其在不可逆过程中的应用：生物系统（蛋白质折叠）、机械系统等。这个等式将两个平衡热力学状态之间的自由能差与在这些状态之间进行的功联系起来，通过路径系综的平均值。在这项工作中的分析Jarzynski的平等将使用的形式主义推理路径空间。这一推导突出了Jarzynski的原始结果的广泛通用性，甚至可以用于社会系统，金融和生态系统等非物质环境。
2016-07-25 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium large deviations are determined by equilibrium dynamics
我们证明了非平衡系统的大偏差是由相关平衡动力学的涨落决定的。特别是，这意味着非平衡波动的数值计算和实验测量可以在平衡时进行。
2012-12-08 cond-mat.stat-mech
Calculating the free energy difference by applying the Jarzynski equality to a virtual integrable system
Jarzynski等式（JE）提供了一种测量和计算自由能差（FED）的非平衡方法。注意，如果两个系统分别在两个平衡态共享相同的哈密顿量，则它们在这两个平衡态之间也共享相同的FED。因此，系统的FED的计算可以通过考虑为此目的而设计的另一虚拟系统来促进。利用这种灵活性和JE，我们表明，通过引入一个可积的虚拟系统，在JE涉及的进化问题可以解决。因此，FED以平衡等式的形式表示，与它所基于的非平衡JE相比，数值上，这一结果允许FED通过直接对正则系综进行采样来计算，并且可以显着降低计算成本。通过对几个典型模式系统的数值研究，说明了该格式的有效性和高效性。
2020-07-15 cond-mat.stat-mech
Equilibrium Equality for Free Energy Difference
Jarzynski等式（JE）和热力学积分法是计算系统恒温两个平衡态之间自由能差（FED）的常用方法。然而，对于一个大规模的系统，需要产生大量的集成样本来达到高精度，这消耗了大量的计算资源。以往的工作通过引入虚可积系统，尝试用平衡量代替非平衡量，提高了计算恒温下不同平衡态间FED的效率。为了克服以往工作中不能有效计算两个不同温度平衡态的FED的缺点，本文通过推导不同温度状态间FED的等式，再结合不同体积状态间FED的等式，推导出任意两个不同平衡态间FED的平衡等式。本文提出的等式将任意两个平衡态之间的FED表示为一个平衡态的系综平均值，使得只产生一个正则系综就可以确定任意两个平衡态之间的FED，从而大大减少了所需的样本，提高了效率。此外，在不同维数的Toda-Lattice模型中，检验了等式的有效性和效率。
2020-08-31 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for an Energy-Controlled System (Proceedings of nanoPHYS'11)
我们延长Jarzynski等式，这是一个确切的身份之间的平衡和非平衡的平均值，是有用的计算值的熵差通过改变哈密顿量。为了得到我们的结果，我们引入人工动力学的瞬时值的能量可以任意控制在一个非平衡过程。我们建立了一个确切的身份，这样的过程对应于所谓的Jarzynski平等。建议我们的配方是有价值的，在实际应用中的优化问题。
2011-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work statistics of an Aharonov-Bohm flux
我们研究了当打开螺纹磁场时，对限制在环中的非相互作用电子气所做功的统计数据。对于最初在巨正则状态下制备的电子气，证明了Jarzynski等式在这种情况下继续成立，自由能被巨势取代。功的分布与温度有显著的关系。而在经典（高温）制度，工作概率密度函数遵循高斯分布和自由能差进入Jarzynski等式是零，自由能差是有限的量子制度，和工作概率分布函数成为多峰。我们指出的依赖性的工作统计组成的系统的电子数。
2011-06-27 cond-mat.stat-mech
Path integral analysis of Jarzynski's equality: Analytical results
我们应用路径积分来研究布朗动力学中的非平衡功定理，特别是推导出最典型和最主要的运动轨迹的运动方程。对于可解析解的情况下，一个移动的谐波势和一个谐振子与时间相关的固有频率，我们发现这样的轨迹，评估的工作加权传播，并验证Jarzynski的平等。
2008-11-29 cond-mat.stat-mech
The Lee-Yang theory of equilibrium and nonequilibrium phase transitions
我们提出了一个教学帐户的平衡相变的李-杨理论，并回顾了最近的进展，将这一理论应用于非平衡系统。通过一般的考虑和明确的研究特定的模型，我们表明，李-杨方法可以用来定位和分类相变在非平衡稳态。
2003-04-04 cond-mat.stat-mech
Exact Mapping of Nonequilibrium to Equilibrium Phase Transitions for Systems in Contact with Two Thermal Baths
本文提出一种精确映射，将接触两个热浴的非平衡多体系统映射至等效平衡系统，从而直接确定非平衡相变点，并通过范例模型验证了其普适性，揭示了临界点附近的熵产生特征。
2025-11-03 cond-mat.stat-mech
Emergent Universality in Nonequilibrium Processes of Critical Systems
我们检查Jarzynski平等的淬火过程中的临界点的二阶相变，绝对不可逆性和有限采样的初始平衡分布的影响出现在平等的基础上。我们认为伊辛模型作为一个典型的例子，自发对称性破缺，并考虑到有限的抽样问题，通过引入一个公差参数。对于给定的容差参数，对Jarzynski等式的偏离取决于约化的耦合常数和系统尺寸。在这项工作中，我们表明，从Jarzynski等式的偏差表现出普遍的标度行为继承的临界标度律的二阶相变。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Equilibrium free energy differences at different temperatures from a single set of nonequilibrium transitions
克鲁克涨落定理和Jarzynski等式是通过两个平衡态之间的非平衡跃迁获得平衡态性质的非常有力的工具。在这封信中，我们提出了一个扩展的克鲁克波动定理之间的过渡两个非平衡定态（NESS）。利用所提出的定理，我们表明，它是可能的，以获得自由能差的多个平衡态从两个NESS之间的过渡获得的一组数据。采用Nose-Hoover动力学和一维$ϕ^4$链进行数值模拟，验证了结果。这些方程是以一种可以进行实验验证的方式建立的。所提出的方法可以提供一个温度范围内的自由能差，因此比Jarzynski等式或Crooks涨落定理快得多。
2017-01-14 cond-mat.stat-mech
Ergodicity: a historical perspective. Equilibrium and Nonequilibrium
对所谓的遍历假设的物理意义的看法：它在800年中期平衡统计力学基础上的作用，它对现代非平衡统计力学的解释和暗示。其次是附录与详细的意见，对原来的文件。
2016-08-23 cond-mat.stat-mech
Equilibrium Sampling From Nonequilibrium Dynamics
本文介绍了相互作用粒子系统（IPS）方法在分子动力学领域的一些应用。这种IPS方法允许切换随机过程的几个模拟，以保持更接近平衡在每一个时间，由于选择机制的基础上的相对虚功诱导的系统。因此，它是一个有效的改进通常的非平衡模拟，它可以用来计算正则平均值，自由能差，和典型的过渡路径。
2005-11-16 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality for a gas particle driven out of equilibrium
经典理想气体中的一个粒子通过在短时间内改变其质量而被驱离平衡。对被驱动粒子所作的功取决于它与气体中其他粒子的碰撞。因此，这个模型提供了一个系统（被驱动的粒子）与环境（气体的其余部分）耦合的非平衡过程的例子。我们计算所做的工作的驱动粒子和比较结果Jarzynski的平等有关的非平衡工作过程的平衡自由能差。该模型的结果被推广到一个系统的情况下，驱动在一个自由度，同时通过其他自由度与环境相互作用。
2014-04-21 cond-mat.stat-mech
Operational typicality of the nonequilibrium states: a thermodynamic lower bound of the deviation from equilibrium
正则态的典型性表明，大多数态与平衡态是不可区分的，因此非平衡态在极高维希尔伯特空间中是非常罕见的。相反，我们可以很容易地施加一个外力作用在系统上，然后实际的密度矩阵定量地偏离由系统哈密顿量在每个实例中指定的正则状态。为了表示外力如何导致偏离平衡态，我们给出了实际非平衡态与相应正则态之间的Hilbert-Schmidt距离下界的热力学普适表达式。下限仅由强迫的量及其随之产生的熵产生率来表示。
2012-06-12 cond-mat.stat-mech
Stochastic approach to equilibrium and nonequilibrium thermodynamics
我们开发的随机热力学方法的基础上的随机动力学，它可以是离散的（主方程）连续的（福克-普朗克方程），并在两个假设有关熵。第一个是熵本身的定义，第二个是熵产生率的定义，它是非负的，在热力学平衡时为零。基于这些假设，我们研究了多自由度相互作用系统在平衡态和非平衡态下的宏观动力学规律，以及如何从随机动力学中导出宏观动力学规律。这些研究包括化学反应的准平衡过程、平衡面的凸性、热力学势的单调时间行为（包括熵）、熵产生率的双线性形式、Onsager系数和互反关系以及化学反应的非平衡稳态。
2015-04-28 cond-mat.stat-mech
Spectral signature of nonequilibrium conditions
近年来，随机系统的研究引起了人们极大的兴趣。它们的动力学可以描述许多平衡和非平衡涨落系统。同时，非平衡约束与时间演化之间也存在着各种各样的相互作用。本文从非平衡态热力学的观点对随机系统的动力学进行了综述。我们探讨了外部热力学力对可能的动力学制度的影响，并表明在非平衡条件下的时间演化可以成为本质上不同的。例如，当状态空间维数N < 5时，具有实动力学分量的非平衡系统与平衡系统相似，但在更高维时，这种等价性就失去了。因此，脱离平衡的系统相对于它们的平衡对应物呈现新的动力学行为。我们还研究了动力学模式的广义，非随机演化算子，如那些出现在计数统计。
2011-03-11 cond-mat.stat-mech
Optimal diffusive search: nonequilibrium resetting versus equilibrium dynamics
研究了具有有限速率$r$的随机重置扩散粒子的首次穿越时间问题。与具有相同平稳分布的有效平衡Langevin过程的最优搜索时间进行了定量比较。结果表明，具有非零重置率的间歇非平衡策略比平衡动态更有效。我们的研究结果扩展到多粒子系统，一队独立的搜索，最初均匀分布与给定的密度，寻找一个单一的不动的目标。在非平衡动力学情况下，目标的平均生存概率和典型生存概率都较小。
2012-12-17 cond-mat.stat-mech
Geometrical Excess Entropy Production in Nonequilibrium Quantum Systems
对于由量子马尔可夫主方程描述的开放系统，我们研究了克劳修斯等式在非平衡稳态（NESSs）之间的准静态操作的可能扩展。我们研究了多余的热量除以温度（即，过量熵产生），其在操作期间被转移到系统中。我们推导出一个几何表达式的过剩熵产生，这是类似于在幺正演化的Berry阶段。我们的结果意味着，在一般情况下，不能定义一个标量势的差异符合在热力学过程中的过剩熵产生，和矢量势起着至关重要的作用，在热力学的NESS。在弱非平衡制度，我们表明，几何表达式减少到扩展的克劳修斯等式由斋藤和田崎（J.统计。{ \bf 145}，1275（2011））。作为一个例子，我们研究了量子点中的无自旋电子系统。我们发现，一个可以定义一个标量势时，只有一个水库的参数被修改的非相互作用系统，但这不再是一个相互作用系统的情况下。
2013-09-03 cond-mat.stat-mech
Are power-law distributions an equilibrium distribution or a stationary nonequilibrium distribution?
我们检查是否细致平衡原则成立的一般朗之万方程下的广义波动耗散关系（FDR）的幂律分布。在细致平衡和广义FDR的基础上，我们从Ito、Stratonovich和Zwanzig的Fokker-Planck方程解析地导出了定态幂律分布，并得出结论：幂律分布既可以是定态非平衡分布，也可以是平衡分布，这取决于扩散系数函数的形式以及平衡态的存在性和唯一性.
2014-03-24 cond-mat.stat-mech
Analysis of slow transitions between nonequilibrium steady states
非平衡稳态之间的转变服从广义克劳修斯不等式，该不等式在准静态极限下变为等式。对于缓慢但有限的过渡，我们表明，该系统的行为是由一个响应矩阵的元素是由一个远离平衡格林-久保公式，涉及衰减的相关性评估的非平衡稳态。这一结果导致非绝热熵产生的平均值和方差之间的波动耗散关系，$Δs_{\rm na}$。此外，我们的研究结果扩展-非平衡稳态-的热力学度规结构引入Sivak和克鲁克斯分析最小耗散协议之间的过渡平衡态。
2015-07-22 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for an Energy-Controlled System
Jarzynski等式（JE）是非平衡系统的一个精确恒等式。JE最初是为孤立和等温系统制定的，而Adib报告了JE扩展到等能过程。在本文中，我们将JE扩展到一个能量受控系统。我们使得在非平衡过程中任意控制能量的瞬时值成为可能。在我们的推广下，新的JE比等能JE更适用于计算态数和熵。我们还展示了我们的JE的一种优化问题的应用。
2011-01-20 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Equilibrium and Nonequilibrium Phase Transitions: The Yang-Lee Formalism
证明了配分函数零点的位置可以用来研究相变，杨和李开始了一个雄心勃勃的和非常富有成效的方法。我们给出了使用这种方法获得的结果的概述。在对Yang-Lee公式作了初步的介绍后，我们总结了有关平衡态相变的结果。我们还描述了最近的尝试和突破，在扩展这一理论的非平衡相变。
2005-10-11 cond-mat.stat-mech
An on-the-fly approach optimized switching: A special case of free energy simulation under nonequilibrium feedback control
我们讨论了优化的开关自由能模拟与系统驱动下的非平衡反馈控制。我们发现一种切换优化的实时仿真方法是反馈控制下的非平衡过程的一种特殊情况。在这种方法中，切换速率允许在仿真期间变化，并且通过利用仿真结果的一部分作为反馈信息来进行动态优化。在这种情况下，自由能计算应采用非平衡反馈控制下的广义Jarzynski等式，而不是原来的Jarzynski等式。
2010-06-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.comp-ph
Nonequilibrium candidate Monte Carlo: A new tool for efficient equilibrium simulation
Metropolis蒙特卡罗模拟是研究物质平衡性质的有力工具。然而，在复杂的凝聚相系统中，很难设计出具有高接受概率的蒙特卡罗移动，同时也能快速采样不相关的配置。在这里，我们介绍了一类新的移动基于非平衡动力学：候选配置是通过一个有限的时间过程中，一个系统被主动驱动出平衡，并接受与标准，保持平衡分布。接受规则类似于Metropolis接受概率，但与非平衡功有关，而不是瞬时能量差。我们的方法是适用于从一个单一的热力学状态或混合物的热力学状态的采样，并允许坐标和热力学参数驱动的非平衡提案。虽然生成有限时间切换轨迹会产生额外的成本，但驱动某些自由度同时允许其他自由度自然演变可以导致接受概率的大幅增强，从而大大减少结构相关时间。使用非平衡驱动的过程大大扩展了有用的Monte Carlo建议在模拟稠密溶剂化体系的剧目。
2011-10-20 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work energy relation for non-Hamiltonian dynamics
近年来，我们对非平衡过程的理解取得了重大进展。例如，Jarzynski等式提供了平衡自由能差和有限时间非平衡动力学之间的联系。我们提出了一个概括的非哈密顿动力学，相关的活性物质系统，连续反馈，和计算机模拟的关系。令人惊讶的是，这种关系使我们能够计算自由能之间的差异所需的初始和最终的平衡态使用任意动态。作为一个实际问题，这种分离的动态和初始和最终状态的承诺，以促进一系列的技术，在一个单一的，普遍的表达自由能估计。
2016-04-26 cond-mat.stat-mech
New Nonequilibrium-to-Equilibrium Dynamical Scaling and Stretched-Exponential Critical Relaxation in Cluster Algorithms
基于Wolff算法的正方格点上伊辛模型的非平衡弛豫行为与基于局部更新算法的完全不同。特别地，临界弛豫由拉伸指数衰减描述。我们提出了一种新的标度过程连续连接非平衡和平衡行为，并发现Wolff算法中的拉伸指数标度区域与局部更新算法中的幂律标度区域一样宽。我们还发现，弛豫的自发磁化在有序相的特征在于指数衰减，而不是拉伸指数衰减基于局部更新算法。
2014-10-07 cond-mat.stat-mech
Hidden heat transfer in equilibrium states implies directed motion in nonequilibrium states
我们研究了一类热机，包括费曼棘轮，它表现出一个定向运动的粒子在非平衡稳态保持两个热浴。我们分别测量每个热浴的热传递，并使用仔细的程序将其平均，该程序揭示了与粒子的定向步骤相关的热传递的性质。值得注意的是，我们发现，步骤是与非零热传递，即使在平衡状态下，有一个定量的关系之间的“隐藏的热传递”和定向运动的粒子。这种关系可以从“传热增强原理”的角度得到清楚的理解，该原理预计将适用于一大类高度非平衡的系统。
2006-09-09 cond-mat.stat-mech
Equilibrium and nonequilibrium properties of systems with long-range interactions
我们简要地回顾了长程相互作用系统的一些平衡和非平衡性质。这样的系统，其特点是一个潜在的，弱衰减在大的距离，有惊人的性质，在平衡，如负比热的微正则系综，温度跳跃在一阶相变，打破遍历性。在这里，我们主要将我们的分析限制在平均场模型中，其中粒子全局以相同的强度相互作用。我们发现，通过准稳态的持续时间随系统大小的增加，松弛到平衡收益。我们提出了一个理论解释，林登-贝尔熵的基础上，这个有趣的放松过程。这允许使用标准平衡统计力学的扩展来解决与非平衡相关的问题。我们详细讨论了自由电子激光动力学的例子，其中准定态的存在和特征很可能在未来的实验中得到检验。我们的结论与一些观点来研究开放的问题，并找到这些想法的应用程序偶极介质。
2007-11-07 cond-mat.stat-mech
Variational time reversal for free energy estimation in nonequilibrium steady states
该研究针对非平衡稳态系统自由能估计问题，建立Kawasaki-Crooks等式变体，提出基于随机控制理论的变分评估方法，在受驱与活性物质模型序参量分布估计中精度优于微扰方法。
2024-08-12 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Equality connecting energy dissipation with violation of fluctuation-response relation
在偏离平衡态的系统中，由于缺乏与平衡态系统相反的细致平衡，速度关联函数和对小扰动力的线性响应函数不满足波动响应关系（FRR）。本文证明了在非平衡条件下，Langevin系统的FRR破坏程度与能量耗散率相等。这个等式使我们能够通过量化FRR违反的程度来计算能量耗散的速率，这可以通过实验来测量。
2005-07-22 cond-mat.stat-mech
The Entropy Production Fluctuation Theorem and the Nonequilibrium Work Relation for Free Energy Differences
在统计动力学中，只有极少数已知的关系对任意远离平衡的系统有效。其中之一是涨落定理，它对非平衡系统的熵产生概率分布提出了条件。另一个最近发现的远离平衡的表达式将系统所做功的非平衡测量与平衡自由能差联系起来。本文导出了随机微观可逆动力学涨落定理的一个推广形式。证明这一广义定理提供了非平衡功关系的简洁证明。
1999-07-29 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium density matrix for quantum transport: Hershfield approach as a McLennan-Zubarev form of the statistical operator
在本文中，我们正式证明了非平衡密度矩阵的Hershfield开发的稳态具有一个McLennan-Zubarev非平衡系综的形式。这个类吉布斯系综中的修正项与量子开放系统中的熵产生直接相关。事实上，这两种方法的状态，一个非平衡的稳定状态可以映射到一个伪平衡，允许我们开发非平衡量的形式表达式相当于平衡的情况。我们提供一个例子：在量子输运的背景下，在散射区域中的电子布居的非平衡分布函数的推导。
2013-08-06 cond-mat.stat-mech
The Glass Transition and the Jarzynski Equality
一个简单的模型，具有双阱势被用来代表液体，淬火从遍历状态到一个历史依赖的玻璃态。围绕Jarzynski平等的玻璃形成的应用程序的问题进行了调查。我们证明了Jarzynski等式给出了初始状态和状态之间的自由能差，如果玻璃放松到真正的热力学平衡。我们得到了新的变化的Jarzynski等式是相关的历史依赖的玻璃态，而不是潜在的平衡态。它示出了如何计算的自由能差的非平衡的历史依赖的玻璃态，使其保持一致的熵和第二定律不等式的标准表达式。
2008-06-18 cond-mat.stat-mech
Correcting the Mistaken Identification of Nonequilibrium Microscopic Work
第k个微态的能量变化dE_k被错误地等同于对该微态所做的外功。它忽略了由于内力和外力之间的力不平衡而引起的无处不在的内能变化d_iW_k。我们表明，这种贡献是目前即使在一个可逆的过程中，这是一个惊喜。我们证明了正确的识别是dE_k=-dW_k，其中dW_k是微态所做的广义功。我们证明了内部工作的热力学平均耗散，并没有被捕获的外部工作。后者有效地设置d_iW_k =0并且导致没有耗散。使用dW_k来解释不可逆性，我们得到了一个新的功关系，它甚至适用于自由膨胀，其中Jarzynski等式失败。在新的功关系式中，dW_k只与初、终态的能量有关，而与实际过程无关。这使得新的关系与Jarzynski等式非常不同。这种修正具有深远的影响，需要重新评估理论物理学中外部功的当前应用。
2018-03-28 cond-mat.stat-mech
Work Relations Connecting Nonequilibrium Steady States Without Detailed Balance
平衡态和非平衡态统计物理学的桥梁吸引了持续的兴趣。非平衡系统的特征包括细致平衡的破坏，以及缺乏对应于玻尔兹曼-吉布斯分布的先验势函数，没有它就不能定义经典的平衡物理量。在这里，我们通过将系统分解为耗散部分和保守部分来动态地构造势函数，并通过定义基于势函数的物理量来发展非平衡理论。平衡的概念因此可以自然地扩展到非平衡稳态。我们阐明这一过程中明确的一类时间依赖的线性扩散系统没有数学模糊性。我们进一步得到了任意控制参数下的精确功分布，以及连接非平衡稳态的功等式。我们的结果将Jarzynski等式和Crooks涨落定理直接推广到没有细致平衡的系统。
2015-04-22 cond-mat.stat-mech
Optimal protocols and the Jarzynski equality
雅辛斯基等式是一个广为人知且广泛使用的恒等式，它将系统两个状态之间的自由能差与两个状态之间的任意非平衡变换所做的功联系起来。尽管是有效的随机和确定性的系统，我们表明，确定性的情况下的最佳转换协议似乎不同于预测的随机动力学分析。此外，它表明，在某些情况下，更多的耗散过程有时可以导致更好的数值结果的自由能差。
2013-12-04 cond-mat.stat-mech
Near-equilibrium measurements of nonequilibrium free energy
热力学的一个中心工作是测量自由能的变化。令人遗憾的是，虽然我们可以测量热力学平衡系统的自由能，但通常我们所能说的关于非平衡系综的自由能是它大于平衡时的同一系统的自由能。在这里，我们推导出一个正式的精确表达式的概率分布的驱动系统，其中涉及路径合奏平均的工作轨迹的时间反演系统。由此，我们发现一个简单的近平衡近似的自由能在一个额外的平均时间反演的工作，这可以在实际系统的实验测量。通过分析和计算机模拟，我们证明了我们的近似几个简单的模型的准确性。
2012-04-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium stationary states and equilibrium models with long range interactions
最近Blythe和Evans提出，一个适当定义的稳态归一化因子可以看作是一个虚构的统计系综的配分函数，其中随机过程的跃迁率起逸度的作用。与平衡系统相变的李-杨描述类似，他们研究了归一化因子复平面中的零点，以找到非平衡稳态的相变。我们表明，像平衡系统，“密度”相关的速率是非减函数的速率，因此可以得到的位置和性质的相变直接从分析性质的“密度”。我们说明了这种现象的不对称排斥过程。我们实际上表明，它的归一化因子与步行模型的平衡配分函数相吻合，其中“密度”有一个简单的物理解释。
2003-11-07 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for Soret Equilibria -- Virtues of Virtual Potentials
Jarzynski等式将两个平衡态之间的自由能差与在它们之间切换所提供的波动不可逆功联系起来。规定的固定温度的平衡态隐含约束的耗散切换过程，可以采取系统远离平衡。在这里，我们从理论上和实验上证明，这样的关系也适用于非等温的情况下，初始稳态是不平衡和开关的影响动态变化的温度梯度，而不是一个保守力。我们的演示采用了一个单一的胶体粒子捕获的光诱导热泳漂移电流。它依赖于确定经典功和热的适当等价物，以及我们测量它们的分布并用虚势表达它们的能力。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech
Microscopic description of the equality between violation of fluctuation-dissipation relation and energy dissipation
在远离平衡的系统中，由于缺乏细致平衡，涨落耗散关系被破坏。最近，对于一类Langevin方程，证明了这种破坏与能量耗散成等式关系[T. Harada和S. Sasa，Phys. Rev. Lett.，印刷中; cond-mat/0502505]。本文在经典力学的基础上，通过对一个非平衡胶体体系的研究，在一定的物理假设下，对这一等式进行了微观描述。
2005-09-18 cond-mat.stat-mech
Equilibrium and nonequilibrium many-body perturbation theory: a unified framework based on the Martin-Schwinger hierarchy
我们提出了一个统一的框架，平衡和非平衡多体微扰理论。适用于一般初态的最一般的非平衡多体理论是基于最初由Konstantinov和Perel提出的时间轮廓。其他各种著名的形式主义Keldysh，松原和零温度形式主义，然后作为特殊情况下，出现在不同的假设。我们进一步提出了一个简单的证明威克定理是在同一时间有效的所有这些口味的多体理论。它的出现简单地作为一个解决方案的马丁-施温格族方程的非相互作用的多粒子格林函数与适当的边界条件。我们进一步讨论了Keldysh轮廓上的一般初态的广义Wick定理，并导出了基于Keldysh轮廓和Konstantinov-Perel '轮廓的形式主义在一般初态的情况下是如何相关的。
2013-03-28 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work and entropy production by quantum projective measurements
利用Jarzynski等式的建立，我们研究了量子投影测量的热力学。我们证明了由测量引起的能量变化的涨落满足Jarzynski等式，揭示了量子投影测量对被测系统做功。当系统在测量后与储层热接触时，投影测量所做的功以热量的形式从系统完全耗散到储层中。通过解释测量总是增加总熵，证明了热力学第二定律与量子测量之间的联系，也为Landau-Lifshitz关于测量的热力学结果的猜想提供了线索.
2015-08-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal expression for adiabatic pumping in terms of non-equilibrium steady states
我们发展了一个统一的处理泵浦和非平衡态热力学。我们表明，通过绝热机械操作在平衡状态下产生的泵浦电流可以表示在相应的驱动非平衡系统的稳态分布。我们还表明，在泵送的总传输可以从输入到驱动对应的工作进行评估。这些发现使我们对泵浦和非平衡态热力学有了统一的看法。
2014-08-21 cond-mat.stat-mech
Depinning and wetting in nonequilibrium systems
我们提出了一个扩展的平衡润湿非平衡的情况下，特别适合于各向异性相互作用的系统。关键和完整的润湿转变被发现和表征。我们已经确定了一个区域中的参数（温度和化学势）的湿和非湿相共存的空间。重点是平衡和非平衡润湿之间的相似性和差异。
2002-11-07 cond-mat.stat-mech
