Extended Detailed Balance for Systems with Irreversible Reactions
细致平衡原理指出，在平衡中，每一个基本过程都被它的逆过程所平衡。对于许多实际的物理化学复杂系统（如均相燃烧、多相催化氧化、大多数酶反应等），详细的机理包括可逆和不可逆反应。在这种情况下，不能直接应用细致平衡原则。我们将不可逆反应表示为可逆步骤的极限，并获得了具有一些不可逆基元过程的复杂机制的细致平衡原理。我们证明了这些机构的细致平衡的两个结果：结构条件和代数条件，它们共同形成了细致平衡的扩展形式。代数条件是可逆部分的细致平衡原则。结构条件为：不可逆反应的化学计量矢量的凸包与可逆反应的化学计量矢量的线性跨度具有空交点。物理上，这意味着不可逆反应不能包括在定向途径中。扩展形式的细致平衡系统在某些平衡浓度（或活度）趋于零时也是可逆细致平衡系统的极限。令人惊讶的是，极限反应机制的结构关键取决于这种趋向于零的相对速度。
2011-08-09 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Strict Detailed Balance is Unnecessary in Monte Carlo Simulation
为了确保有效的蒙特卡罗模拟，细致平衡是一个过于严格的条件。我们表明，在相当一般的假设下，蒙特卡罗模拟只需要满足较弱的平衡条件。我们的证明不仅表明顺序更新方案是正确的，而且还建立了一类新方法的正确性，简单地离开玻尔兹曼分布不变。
1998-12-02 cond-mat.stat-mech
Detailed balance in micro- and macrokinetics and micro-distinguishability of macro-processes
我们为细致平衡的讨论提供了一个总体框架，并分析了其微观背景。我们发现，应该有两个补充众所周知的$T$ -或$PT$ -不变性的微观运动定律：1。平衡不应自发破坏相关的$T$ -或$PT$ -对称性。2.宏观过程应该是微观可区分的，以保证在从微观到宏观动力学的模型简化中细致平衡的持久性。我们简要讨论违反这些规则的例子和相应的违反细致平衡。
2014-09-08 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of driven systems with explicitly broken detailed balance
本文针对显式破坏细致平衡的驱动系统，提出一种考虑状态跃迁约束的框架以计算玻尔兹曼熵，并证明可定义和解释有效热力学势。
2025-01-21 cond-mat.stat-mech
Broken detailed balance and entropy production in the human brain
生命系统在小尺度上打破细致平衡，消耗能量并在环境中产生熵，以执行分子和细胞功能。然而，目前尚不清楚破坏的细致平衡如何在宏观尺度上表现出来，以及这种动态如何支持更高层次的生物功能。在这里，我们提出了一个框架来量化打破细致平衡，通过测量宏观系统中的熵产生。我们将我们的方法应用于人类大脑，大脑是一个巨大的代谢消耗驱动各种认知功能的器官。使用全脑成像数据，我们证明，大脑几乎服从细致平衡时，休息，但强烈打破细致平衡时，执行体力和认知要求的任务。使用一个动态伊辛模型，我们表明，这些大规模的违反细致平衡可以出现在元素之间的相互作用，一个已知的功能，神经系统的精细尺度不对称。总之，这些结果表明，违反细致平衡是至关重要的认知，并提供了一个通用的工具，量化熵产生的宏观系统。
2021-03-16 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.NC
Eigenvalue analysis of an irreversible random walk with skew detailed balance conditions
在Metropolis-Hastings格式的基础上，将Turitsyn等人提出的具有斜细致平衡条件的不可逆马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）算法推广到一般离散系统.为了评估我们所提出的方法的效率，最慢模式的松弛动力学和渐近方差分析研究在一维随机行走。研究发现，通过适当地选择算法中的参数，可以改善违反细致平衡条件的不可逆MCMC方法的性能。
2015-12-02 cond-mat.stat-mech
The effects of violating detailed balance on critical dynamics
本文综述了详细平衡破坏扰动对临界点附近普适静、动力学标度行为的影响。它表明，标准的临界动力学普适类一般是相当强大的：在非保守序参量的系统，细致平衡是有效地恢复在临界。这也适用于保守的序参量，各向同性非平衡扰动模型。只有在具有保守的序参量和空间各向异性噪声相关性的模型中才能发现新的特征。
2001-09-24 cond-mat.stat-mech
Detailed balance and entanglement
我们研究量子细致平衡，这是一个重要的概念，在统计力学，和纠缠之间的联系。我们还探讨了如何将这种连接适合到热场动力学。
2015-03-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Fluctuation-Dissipation Relations in the absence of Detailed Balance: formalism and applications to Active Matter
我们提出了一个全面的研究之间的关系的方式细致平衡打破非平衡系统和由此产生的违反波动耗散定理。本文从时间约束下的奇、偶变量随机动力学出发，利用熵产生与细致平衡破坏之间的关系，建立了非平衡稳态（NESS）的一般约束，将动力学的非平衡特性与NESS分布的对称性联系起来。这提供了一个直接的路线，以获得扩展的波动耗散关系，表示的线性响应函数的NESS相关性。该框架为理解主动系统的偏离平衡及其线性响应提供了统一的途径。然后，我们考虑两个范例模型的相互作用的自推进粒子，即主动布朗粒子（ABP）和主动奥恩斯坦乌伦贝克粒子（AOUP）。我们分析了这些系统的非平衡特性（也在马尔可夫和查普曼-恩斯科近似），并推导出扩展的波动耗散关系，澄清这些活动模型系统的功能是真正的非平衡。
2020-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular ratchets - verification of the principle of detailed balance
我们认为，最近的实验凯利等。al.（Angew。化学国际编辑英文版36，1866（1997）），除了与热力学第二定律一致之外，还测试了棘轮的细致平衡原理。我们建议新的实验，使用不对称棘轮，以进一步测试的原则。我们还指出的方法，涉及的温度的时间变化，以使其有方向的运动。
1999-08-12 cond-mat.stat-mech
Consequences of the Detailed Balance for the Crooks Fluctuation Theorem
我们表明，假设的细致平衡和初始平衡宏观状态，这是核心的克鲁克斯波动定理（CFT），导致所有微观状态沿轨迹有平衡概率。我们还指出，克鲁克斯的向后轨迹的定义不返回系统回到其初始的微观状态。一旦修正，细致平衡假设使得CFT成为一个只涉及满足柯尔莫哥洛夫准则的可逆轨迹的可逆过程的定理。由于没有耗散，CFT不能涵盖不可逆过程，这与通常的看法相反。这与我们最近的结果是一致的，即JE也是只对可逆过程的结果。
2019-01-31 cond-mat.stat-mech
Isotropic finite-difference discretization of stochastic conservation laws preserving detailed balance
热涨落守恒序参量的动力学由随机守恒律描述。此类系统中的热平衡要求通量的耗散和随机分量与细致平衡相关。在空间和时间离散化中保持这种关系是必要的，以获得对连续体具有保真度的解决方案。在这里，我们提出了一个有限差分离散，保留细致平衡的晶格上，具有空间误差，是各向同性的晶格间距领先的顺序，并可以准确地集成在时间上使用延迟差分方法。我们基准模型B动力学的方法与$ϕ^{4}$朗道自由能，并获得良好的协议与分析结果。
2017-05-30 cond-mat.stat-mech
Experimental metrics for detection of detailed balance violation
我们报告的测量细致平衡违反耦合，噪声驱动的线性电子电路组成的两个名义上相同的RC元件，通过可变电容耦合。状态变量是两个初级电容器两端的随时间变化的电压，系统由与每个电阻串联的独立噪声源驱动。从这两个电压的记录的时间历史，我们量化违反细致平衡的三种方法：1）明确的概率电流密度的建设，2）通过构建随时间变化的随机区域，和3）通过构建统计波动回路。在比较这三种方法，我们发现，随机区域是相对简单的实现，计算成本低，并提供了一个高度敏感的手段，用于检测违反细致平衡。
2019-02-27 cond-mat.stat-mech
Ageing without detailed balance: local scale invariance applied to two exactly solvable models
考虑两个完全可解的反应扩散系统的老化行为。确定了老化指数和标度函数。我讨论特别是一种情况下，平等的两个关键指数，已知系统与细致平衡，不持有任何更多。其次，它表明，可以理解的形式的尺度函数的对称性考虑。
2006-06-09 cond-mat.stat-mech
Absence of Detailed Balance in Ecology
生命系统的典型特征是不可逆过程。与可逆性等价的条件是细致平衡，它的缺失是解析求解生态模型的障碍。我们重新审视了一个有前途的模型与优雅的场论解析解，并表明理论分析是无效的，因为隐含的假设细致平衡。在多点关联函数和物种面积关系的分析公式中出现的不一致性中，困难的签名是显而易见的。
2012-10-22 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Nonequilibrium noise emerging from broken detailed balance in active gels
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Alikhanyan National Laboratory (Yerevan Physics Institute)（阿里哈尼扬国家实验室（埃里温物理研究所））；Center for Systems Biology Dresden（德累斯顿系统生物学中心）；Universitat de Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)（巴塞罗那大学复杂系统研究所）
本文通过活性凝胶模型揭示了活性涨落的统计特性与分子层面破坏详细平衡的关系，提出了活性噪声的理论框架并验证了其在生物系统中的应用。
2026-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Markov Chain Monte Carlo Method without Detailed Balance
我们提出了一个具体的算法，一般满足的平衡条件，而不施加细致平衡的马尔可夫链蒙特卡罗。在我们的算法中，平均拒绝率最小化，甚至在许多相关的情况下降低到零。细致平衡的缺乏也在配置空间中引入了净随机流，这进一步促进了收敛。我们证明了Potts模型的自相关时间比传统的Metropolis算法短6倍以上。基于相同的概念，一个无反弹蠕虫算法的一般量子自旋模型制定以及。
2010-10-13 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A measure of the violation of the 'detailed balance' criterion: a possible definition of a 'distance' from equilibrium
受R. K. P. Zia和B. Schmittmann，J. Stat. P07012（2007）中，我们提出通过概率流形成的矩阵的$p$ -范数（$||K||_p$）来测量对“细致平衡”准则的违反。它的渐近分析，完全不对称的排斥过程，激发了一个“距离”的定义，从平衡$K^*$获得$p=1$。此外，我们表明，后者的数量和平均活动$A^*$都与熵产生的概率分布。最后，考虑到开放ASEP和开放ZRP，我们表明，粒子的电流给出了一个精确的措施违反“细致平衡”。
2010-09-29 cond-mat.stat-mech
Callen-Welton fluctuation dissipation theorem and Nyquist theorem as a consequence of detailed balance principle applied to an oscillator
将细致平衡原理应用于谐振子，重新推导了奈奎斯特定理和卡伦-威尔顿涨落耗散定理。一开始就使用了电学概念，这使得每个物理学家都能理解这种考虑。也许这是统计物理学中这些著名定理的最简单的推导。经典极限可以理解为沃特斯通-赫拉帕斯均分定理的结果。
2018-11-16 cond-mat.stat-mech
Stochastic dynamics without detailed balance condition connecting simple gradient method and Hamiltonian Monte Carlo
抽样在各个科学领域的理论中占有重要的地位，马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）提供了最常用的抽样技术。在MCMC算法的发展过程中，大量的研究都是以加速收敛到目标分布为目标。哈密尔顿蒙特卡罗（HMC）就是MCMC的一种变体。在MCMC最近的发展中，另一种基于违反细致平衡条件的方法引起了人们的广泛关注。从历史上看，这两种方法是独立提出的，它们之间的关系还没有得到明确的理解。在本文中，这两种方法是无缝理解的广义蒙特卡罗方法的框架，违反了细致平衡条件。此外，我们提出了一个有效的Monte Carlo方法的基础上，我们的框架。
2021-07-19 cond-mat.stat-mech
Langevin dynamics neglecting detailed balance condition
提出了一种利用人工弛豫过程来驱动系统进入期望分布（例如吉布斯-玻尔兹曼分布）的改进方法。用于实现吉布斯-玻尔兹曼分布的标准技术涉及在细致平衡条件下的数值模拟。相反，在本研究中，我们制定的朗之万动力学，相应的福克-普朗克算子包括违反细致平衡条件的非对称分量。这导致本征值的偏移，并导致弛豫向稳态加速。数值实现表明，更快的收敛速度和更短的相关时间，和有偏事件采样技术，根本-Sasa理论，进一步突出了我们的方法的有效性。
2015-06-17 cond-mat.stat-mech
Mathematical understanding of detailed balance condition violation and its application to Langevin dynamics
我们开发了一种有效的采样方法，通过模拟朗之万动力学与人工的力量，而不是一个自然的力量，通过使用势能的梯度。在细致平衡条件下，执行用于遵循预定分布（诸如吉布斯-玻尔兹曼分布）进行采样的标准技术。在本研究中，我们提出了一个修改的朗之万动力学违反细致平衡条件的过渡概率制定。我们确认，所提出的方法的数值实现实际上证明了两个主要的有益的改进：加速松弛到预定的分布和减少在稳态下两个不同的实现之间的相关时间。
2015-03-09 cond-mat.stat-mech stat.ML
Detailed balance has a counterpart in non-equilibrium steady states
当模拟物质的驱动稳态时，通常的做法是任意选择跃迁速率，或者假设细致平衡的原理在远离平衡的情况下仍然有效。这两种做法在理论上都没有充分的根据。假设遍历性约束的过渡率在驱动的稳定状态尊重类似的关系，但不同于细致平衡的平衡原则。这些限制来自于要求任何模型系统的设计不包含与微观运动定律和宏观可观测量无关的信息。这就防止了对非平衡水库的过度描述，并意味着并非所有的随机运动方程都同样有效。由此产生的跃迁速率公式与平衡态统计力学有许多共同的特征。
2004-11-15 cond-mat.stat-mech
Self-organization, detailed balance, and stress-structure correlations in 2D granular dynamics
本文基于实验与数值观测揭示准静态颗粒动力学中存在协同应力-结构自组织，并据此提出一种纳入该自组织的新统计力学表述，以解释细致平衡稳态及应力-结构关联等现象。
2025-04-08 cond-mat.stat-mech
Level 2 large deviation functionals for systems with and without detailed balance
大偏差函数是稀有事件统计中的重要工具。通常，它们可以通过从所谓的2级大偏差{ \em泛函}（表征潜在随机过程的经验密度）收缩来获得。对于服从细致平衡的朗之万系统，自从Donsker和Varadhan的数学工作以来，这个泛函的显式形式一直是已知的。我们利用随机路径积分重新推导了Donsker-Varadhan的结果，并将其推广到没有细致平衡的情形，包括非平衡定态。正确地纳入经验概率通量被证明是至关重要的。我们阐明了随机热力学中的大偏差泛函和熵产生的不同概念之间的关系，并讨论了随之而来的收缩的一些方面。最后，我们用例子来说明我们的发现。
2016-02-08 cond-mat.stat-mech
Violation of detailed balance accelerates relaxation
最近的研究经历了马尔可夫链蒙特卡罗方法的收敛速度的系统实现无细致平衡条件（DBC）。然而，这种违反DBC的优势尚未得到普遍证实。我们调查的效果，没有DBC的收敛到平衡点。令人惊讶的是，它表明，DBC违反总是使松弛更快。我们的结果暗示了一种热力学不等式的存在，它把非平衡态向定态弛豫的过程和与其平衡态具有相同概率分布的弛豫过程联系起来.
2013-08-29 cond-mat.stat-mech
Diffusive transport without detailed balance in motile bacteria: Does microbiology need statistical physics?
微生物学是研究微生物，特别是细菌的科学。许多细菌是能动的：它们能够自我推进。其中，一个重要的类执行所谓的运行和翻滚运动：他们遵循一个相当直的路径一定的距离，然后突然改变方向，然后重复这个过程。这种动力学与布朗运动（它在大尺度上是扩散的）有一些共同之处，也有一些相反的地方。具体而言，运动参数，如运行速度和翻滚速率取决于当地环境，因此可以在空间中变化。当它们这样做时，即使达到了稳定状态，这在时间反演下通常也不是不变的：细致平衡原理，它恢复了热平衡系统的微观时间反演对称性，在运动细菌中是不存在的。这种细致平衡的缺乏（由驱动运动的化学能通量所允许）给粗心的建模者带来了陷阱。在这里，我回顾了一些统计力学模型的细菌运动，提出他们作为一个范例，探索扩散没有细致平衡。我还讨论了在何种程度上统计物理学是有用的，在理解真实的或潜在的微生物实验。
2012-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Large deviations for the Skew-Detailed-Balance Lifted-Markov processes to sample the equilibrium distribution of the Curie-Weiss model
在蒙特卡洛采样领域中为了加速相对于细致平衡动力学向稳态的收敛而提出的打破细致平衡的马尔可夫链中，“提升”的思想在于将配置空间复制成两个副本$σ=\pm$，并且在每个副本中施加有向流，以便更有效地探索配置空间。K. S. Turitsyn，M. Chertkov和M. Vucelja [Physica D Nonlinear Phenomena 240，410（2011）]重新访问Curie-Weiss平均场铁磁模型，其中磁化的动力学是封闭的。分析了经验时间平均观测量在不同水平上的大偏差，并与它们的细致平衡对应物进行了比较，无论是对于离散的广泛磁化$M$还是对于大系统尺寸$N$的连续的强磁化$m=\frac{M}{N}$。
2021-10-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Derivation of the Langevin equation from the principle of detailed balance
对于给定温度下的系统，已知能量是一组变量的函数，通过用格子代替相空间，并引用细致平衡原理，我们得到了变量演化的热涨落。除了它的简单性，这种方法的资产是，它使我们能够获得朗之万方程时，相空间是各向异性的，当系统是通过曲线坐标描述。作为一个例子，我们将我们的结果应用到Kramer-Watts-Tobin方程的超导性。伊藤和Stratonovich程序之间的选择进行了讨论。
2010-06-03 cond-mat.stat-mech
Optimization of Markov process violates detailed balance condition
我们考虑马尔可夫动力学的优化，以追求最快收敛到平稳状态。将最速线方法应用于有限尺寸系统的连续时间主方程。最小作用量原理导致了一个过渡率矩阵的速降线方程。对三态系统进行了分析，发现其解违反了细致平衡条件。详细研究了该解的性质，以观察解的最优性。我们还讨论了马尔可夫动力学的反绝热驱动。转移率矩阵然后被分成两部分，并且状态由第一部分的本征态给出。第二部分违反了细致平衡条件，起到了反绝热项的作用。
2016-02-22 cond-mat.stat-mech
Violation of Local Detailed Balance Despite a Clear Time-Scale Separation
本文通过分子马达马尔可夫模型证明，清晰时间尺度分离并不能保证局部细致平衡，而采用 Milestoning 粗粒化可在有记忆时恢复热力学一致性。
2022-04-28 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Exact correlations in the Lieb-Liniger model and detailed balance out-of-equilibrium
本文研究了一维Lieb-Liniger模型的密度-密度关联函数，得到了静态关联函数在热力学极限下的小动量极限的精确表达式。我们实现这一点的总和，正是在相关的形状因子的密度经营者在小动量限制。结果对任何本征态都是有效的，包括热态和非热态。我们还表明，小动量限制的动态结构因子服从一个广义的细致平衡关系，适用于任何平衡态。
2016-12-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Interplay between Standard Quantum Detailed Balance and Thermodynamically Consistent Entropy Production
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Hakubi Research Team, Pioneering Research Institute (PRI), RIKEN（理化学研究所前沿研究机构（PRI）Hakubi研究团队）；Universal Biology Institute, The University of Tokyo（东京大学全球生物学研究院）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息研究中心）；Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科物理学系）
研究探讨了量子马尔可夫半群在满足标准量子详细平衡条件时熵产率为零的特性，以及热力学一致熵产条件与详细平衡条件的等价性。
2026-05-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A Definition of Metastability for Markov Processes with Detailed Balance
讨论了满足细致平衡的任意有限状态马氏过程的亚稳态定义。特别是，我们确定了一个关键的条件，区分真正的亚稳态从其他类型的缓慢衰减的模式，并导致类似的限制合奏方法\cite{pen71}中假设的属性。这个条件的直观物理意义很简单，即发现系统处于亚稳态的总平衡概率是可以忽略的。作为我们的形式主义的一个具体应用，我们提出了初步结果的二维动力学伊辛模型。
2005-09-29 cond-mat.stat-mech
Comment on "Inferring broken detailed balance in the absence of observable currents"
在本回复中，我们解决了“关于在没有可观测电流的情况下推断破坏的细致平衡的评论”[arXiv：2112.08978v1]中提出的明显差异。我们强调，非瞬时的过渡路径起源于选择的抽取过程非本地的时间，在我们原来的工作中描述的抽取过程，这与时间反转的通勤相反。因此，使用这种非局部抽取过程的例子，这确实会引起虚假的时间不可逆性，并不会使我们的主要结果无效，这是严格推导和数学证明的。我们希望这个回答能突出时间序列数据抽取的不同选择的微妙之处，这对于正确理解小系统的热力学至关重要。
2022-02-04 cond-mat.stat-mech
Note on Boltzmann's H-Theorem and Detailed Balance Dynamics
North-Eastern Hill University（东北希尔大学）
本文研究玻尔兹曼H定理相关演化过程中所选状态的分布，数值分析该分布并探讨其与热及非热系统平衡涨落的相关性。
2026-08-25 cond-mat.stat-mech
The derivation of Markov processes that violate detailed balance
微观规律的时间反演对称性决定了随机过程的平衡分布必须服从细致平衡。另一方面，循环马尔可夫过程，不承认平衡分布与细致平衡，经常被用来模拟开放系统的平衡驱动的外部代理。我表明，对于一个马尔可夫模型没有细致平衡，一个扩展的马尔可夫模型，明确地包括驾驶代理的自由度可以构建，这样，原始的循环马尔可夫模型的驱动系统可以恢复为一个近似值在早期的时候，通过求和的驾驶代理的自由度。在这个过程中，被广泛接受的公式的熵产生的循环马尔可夫模型显式表示为时间导数的熵分量的扩展模型。我还找到了一个分析公式的熵分量是隐藏在循环马尔可夫模型。
2018-02-22 cond-mat.stat-mech
Driven surface diffusion with detailed balance and elastic phase transitions
例如，在分子束外延中，当颗粒以倾斜角度沉积时，发生驱动表面扩散。弹性相变发生在晶体中的正常模式由于某些弹性常数的消失而变软时。我们表明，这些看似完全不同的系统在适当的条件下落入相同的普遍性类。我们推导出这个普遍性类的场论哈密顿量，我们使用重整化场论计算临界指数和对数校正几个实验相关的数量。
2014-07-01 cond-mat.stat-mech
Broken Detailed Balance of Filament Dynamics in Active Networks
肌球蛋白马达蛋白驱动细胞肌动蛋白细胞骨架的剧烈稳态波动。内源性嵌入的半柔性细丝，如微管，或添加的细丝，如单壁碳纳米管被用作新的工具，以非侵入性地跟踪在这样的生物聚合物网络的平衡和非平衡波动。在这里，我们分析计算形状波动的半柔性探针细丝在粘弹性环境中，驱动电机活动的平衡。探针丝的横向弯曲起伏可以分解为动态简正模。我们发现，这些模式不再独立发展下的非平衡驱动。这种有效模式耦合导致构象相空间中的非零循环电流，反映了对细致平衡的破坏。我们提出的预测与这些电流相关的特征频率，并调查如何确定模式的相关性，我们发现嵌入在细胞骨架网络中的微管最近的实验是一致的运动活动的时间签名。
2016-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Ageing phenomena without detailed balance: the contact process
通过光锥转移矩阵重整化群方法研究了突然脱离不相关初始状态的一维接触过程的长时间动力学。在临界状态下，系统经历老化，其特征在于通过动态缩放的两次自相关和autoresponse函数。所观察到的老化指数a和b的不相等排除了在老化状态中有限波动耗散比的可能性。临界自反应函数的标度形式与局部标度不变性的预测一致。
2004-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Broken Detailed Balance and Entropy Production in CPTP Quantum Brownian Motion
Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）；Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
研究量子布朗运动的非平衡热力学行为，发现CPTP扩展导致详细平衡破坏和非零熵产生，揭示开放量子系统中量子一致性和热平衡的矛盾。
2026-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ageing without detailed balance in the bosonic contact and pair-contact processes: exact results
研究了无细致平衡系统在精确可解玻色子接触过程和临界玻色子对接触过程下的老化问题。明确地求出了两次关联函数和两次响应函数，分析了它们在老化区的动力学标度，得到了老化指数和标度函数的精确结果。对于临界玻色子对接触过程的自相关和autoresponse指数同意，但老化指数$a$和$b$被证明是不同的。
2005-06-17 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Aggregation-Fragmentation Processes with Broken Detailed Balance
Boston University（波士顿大学）；Santa Fe Institute（圣塔菲研究所）
本文研究了聚合-破碎过程，其中簇对可以聚合，每个簇可以分裂成两个碎片。当聚合和破碎速率不依赖于质量时，详平衡不成立，但可以通过拉普拉斯变换的精确解推导出非平衡稳态。对于聚合速率恒定但破碎速率按质量的β次方变化的模型，详平衡仅在β=1时成立。在这一可解情况之外，作者采用渐近方法，证明当β≥0时，稳态与质量无关（β=0）的模型相似。当β<0时，会发生瞬时破碎转变，伴随连续质量损失。
2026-05-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Levy targeting and the principle of detailed balance
我们在细致平衡原则的前提下研究受限的Lévy飞行。主方程允许一个到列维-薛定谔半群动力学的变换（类似于福克-普朗克方程到广义扩散方程的映射）。我们解决了Lévy驱动程序的任意稳定性指标$0<μ<2$的随机目标问题：给定不变的概率密度函数（pdf），指定跳跃型动态，该pdf是一个长期渐近目标。我们的（"$μ$-靶向"）方法由柯西族和高斯靶pdf例示。我们解决了所谓的Lévy振荡器的逆向工程问题：给定一个二次半群势，找到任意$μ$的相关主方程的渐近pdf。
2011-05-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropy and Correlations in Lattice Gas Automata without Detailed Balance
我们考虑格子气自动机，其中缺乏半细致平衡的结果，从节点占领重新分配统治的遥远的配置，这样的模型与非局部相互作用是有趣的，因为它们表现出非理想气体性质，可以进行相变。对于这类自动机，平均场论提供了一个正确的评估性质，如压缩性和粘度（远离相变），尽管没有H定理严格成立。我们引入的概念的局部性-必要的定义数量可访问的测量-通过处理非本地位之间的耦合作为一个扰动。然后，如果我们在操作上定义自动机的“局部”状态--无论系统是处于均匀状态还是非均匀状态--我们就可以计算熵的估计值并测量局部信道占用相关性。这些考虑适用于一个简单的模型与非局部相互作用。
1997-03-03 cond-mat.stat-mech
Critical Behavior of O(n)-symmetric Systems With Reversible Mode-coupling Terms: Stability Against Detailed-balance Violation
研究了具有可逆模式耦合项的$O(n)$对称模型的非平衡临界性质。具体而言，Sasvári，Schwabl和Szépfalusy模型的一个变体进行了研究，其中违反细致平衡被纳入允许的序参量和动态耦合的保守量由不同温度的热浴$T_S$和$T_M$，分别。将动力学微扰理论和场论重整化群应用于单圈阶，得到了除平衡点外的两个新的不动点。第一个对应于$Θ= T_S / T_M = \infty$，导致模型A的序参量的临界行为和广义角动量的异常噪声相关性;第二个是在$Θ= 0$，其特征在于守恒量的平均场行为，动态指数$z = d / 2$等于平衡SSS模型的动态指数，并通过修改静态临界指数。然而，这两个新的固定点都是不稳定的，并且在接近临界点时恢复细致平衡，并且恢复平衡静态和动态临界性质。
1996-10-22 cond-mat.stat-mech
Restoring detailed balance in non-Hermitian Markov processes
Ghent University（根特大学）；Universidade Federal de Uberlândia（米纳斯吉拉斯联邦大学）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）；Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo（圣保罗大学里贝朗普雷图文理学院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS/IN2P3（法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所）；IJCLab（伊夫林-约韦讷宇宙线实验室）；Université Paris-Cité（巴黎西岱大学）
针对非平衡随机过程中破坏细致平衡导致熵产非单调的问题，提出使用Dyson映射恢复单调熵增长，从而适用标准统计物理工具。
2026-07-31 cond-mat.stat-mech
Homeostatic and Adaptive Energetics: Nonequilibrium Fluctuations Beyond Detailed Balance in Voltage-Gated Ion Channels
随机热力学在描述平衡态和远离平衡态的现象方面取得了很大的成功。然而，应用于介观复杂系统--尤其是生物系统--仍然有许多机会，这些系统的有效动力学常常违反细致平衡，而且其微观自由度往往未知或棘手。在回顾过剩和内务能量-系统的耗散的自适应和稳态组件-我们扩展随机热力学与轨迹类波动定理的非平衡稳态，非详细平衡的复杂系统。然后，我们采取的电压门控钠和钾离子通道的神经生物学的例子来应用和说明的理论，阐明他们的非平衡行为下的生物药理学合理的动作电位驱动。这些结果揭示了未来实验的挑战，并强调了理解复杂系统热力学的可能进展-而无需详尽了解每个潜在的自由度。
2022-11-06 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Acceleration of convergence to equilibrium in Markov chains by breaking detailed balance
分析和解释了破坏细致平衡对保守相互作用粒子系统收敛到平衡态的影响及其流体动力学标度极限。对于有限系统的相互作用的粒子，我们回顾现有的结果表明，不可逆过程收敛速度比可逆的稳定状态。我们展示了这种行为是如何出现在这样的过程中的流体动力学极限，所描述的宏观波动理论，我们提供了一个定量的表达，在这种情况下的收敛加速。我们给出了这种加速的几何解释，在电流是\emph{antisymmetric}下的时间反演和正交的自由能梯度，其作用是驱动系统远离状态（可逆）梯度下降动力学导致缓慢收敛到平衡。
2017-03-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Local Detailed Balance in the Lorenz Model: Replaces the Butterfly with Frenetic Bursting
Department of Physics and Astronomy, KU Leuven（KU鲁汶大学物理与天文学系）
该研究修正洛伦兹模型以满足局部细致平衡，识别热力学力与熵产生率，产生充电-放电式弛豫振荡，以狂暴爆发集中活动与熵产生。
2026-09-21 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Detailed Balance and Intermediate Statistics
我们提出了一个粒子理论，服从中间统计（“任意子”），玻色子和费米子之间的插值，基于细致平衡的原则。证明了全同粒子的散射几率可以用基本数来表示，这些基本数在该理论中是自然而合乎逻辑地产生的。利用统计参数得到了任意子分布函数的超越方程，其极限值0和1分别对应于玻色子和费米子。分布函数被确定为一个幂级数涉及玻尔兹曼因子和统计参数，我们也表示为一个无限的连分数的分布函数。最后一种形式使人们能够发展近似形式的分布函数，与第一近似同意我们以前的调查。
2003-12-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Dissipative microcanonical ensemble preparation from KMS-detailed balance
IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM T.J.沃森研究中心）；UC Davis（加州大学戴维斯分校）；IBM Research（IBM研究院）
本文提出利用开放系统动力学最新进展，扩展了基于精确KMS详细平衡的构造，用于高效制备稳态态，并探讨微正则集与吉布斯集之间的局部算子等价性测试。
2026-04-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic Thermodynamics of Cooperative Biomolecular Machines: Fluctuation Relations and Hidden Detailed Balance Breaking
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
针对含隐耦合过程的协作式生物分子机器，本文基于随机热力学框架建立首通时间涨落定理，明确其成立条件与违背的物理意义，为相关系统热力学分析提供新依据。
2025-11-13 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
