Nonequilibrium statistical mechanics for stationary turbulent dispersion
本文提出了一个从非平衡统计力学的角度研究湍流输运问题的统一框架。结合Krarichnan的湍流热化假设和Ruelle最近关于流体非平衡统计力学设置的工作,我们证明了粘性流体方程可以看作是受不同恒温器扰动的非正则Hamilton系统.这允许粘性流体和非平衡热传导模型之间的类比,其中傅立叶模式可以被视为“粒子”。在这个框架下,我们重新制定的拉格朗日粒子在湍流中的分散作为一个非平衡传输问题。我们还分别利用路径积分技术和Mori-Zwanzig方程导出了拉格朗日粒子的第一和第二广义涨落耗散关系。所得的理论结果可以用来预测一般非平衡状态下拉格朗日粒子的色散。
2021-06-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Geometric Mechanics in Nonequilibrium Thermodynamics: Schrödinger meets Onsager
我们描述薛定谔变分问题和昂萨格的方法之间的关系,非平衡统计力学。虽然第二次工作互惠关系和细致平衡已出版在同一年(1931年)的第一个,影响薛定谔的想法尚未被认为是在古典背景下的Onsager。
2023-03-02 cond-mat.stat-mech math-ph math.DG
Stationary nonequilibrium statistical mechanics
非平衡统计力学和混沌动力学的动力系统方法
2005-10-02 cond-mat.stat-mech
Robert W. Zwanzig: Formulated nonequilibrium statistical mechanics
这篇文章是一个简短的回顾生活和工作的罗伯特W。他提出了非平衡统计力学,于今年5月去世。
2014-07-19 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Random paths and current fluctuations in nonequilibrium statistical mechanics
综述了非平衡统计力学在随机路径和电流涨落统计方面的最新进展。虽然平衡态统计力学的统计是在空间中进行的,但非平衡态系统的统计是在时间或时空中进行的。在这种方法中,已经建立了非平衡性质之间的关系,如输运系数,热力学熵产生,或亲和力,和表征微观哈密顿动力学和它可能产生的混沌或波动的量。这篇综述介绍了经典系统的逃逸率形式主义,随机过程,和开放量子系统的结果。
2014-06-13 cond-mat.stat-mech
An exactly solvable ansatz for statistical mechanics models
我们提出了一个家庭的“精确可解”的概率分布近似的二维统计力学模型的配分函数。虽然这些分布严格地位于平均场框架之外,但它们的自由能可以在与系统大小成线性比例的时间内计算。这种构造是基于对边缘问题的一个简单但非平凡的解决方案。我们制定了两个非线性约束的局部一致的边际概率集,同时(i)确保一致的全局概率分布的存在和(ii)导致一个精确的表达式的最大全局熵。
2020-10-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Introduction to Nonequilibrium Statistical Mechanics with Quantum Field
本文以全同玻色子或费米子的相互作用系综为例,用量子场论对非平衡统计力学作了简明而完备的介绍。读者应该熟悉平衡统计力学的松原形式主义,如费曼图、固有自能和戴森方程。目标有三个:(i)以平衡态量子场论的知识为基础,尽可能简单地解释非平衡态量子场论的基本原理;(ii)通过量子输运方程和玻尔兹曼方程,阐明描述非平衡态系统的层次,从凯尔迪什轮廓上的戴森方程到流体力学中的纳维-斯托克斯方程;(iii)导出随时间演化的非平衡熵的表达式。在阶段(i)中,我们引入非平衡格林函数和自能唯一的往返Keldysh轮廓,从而避免了可能出现的混乱,可能会出现在一开始就定义多个格林函数。我们试图尽可能简单地给出微扰展开的费曼规则。特别是,我们专注于与Luttinger-Ward热力学泛函的自洽微扰展开,即,Baym的Phi-可导近似,它具有非平衡系统自动服从各种守恒律的一个重要性质。我们还展示了如何在Phi可导出近似下计算两粒子相关性,即,如何处理“Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvons(BBGKY)等级”的问题。
2010-05-03 cond-mat.stat-mech hep-ph math-ph
Wave thermalization and its implications for nonequilibrium statistical mechanics
了解非平衡热环境中丰富的时空结构是统计力学的一个重要课题。由于基于系统集合的普遍规律对单个系统是沉默的,因此探索非平衡统计力学以及随后在单个系统中的普遍性长期以来一直是人们的基本兴趣。在这里,通过采用微观运动的波描述,并结合最近发展的本征通道理论和数学工具的浓度的措施,我们表明,在一个单一的复杂介质中,一个普遍的空间结构-扩散稳定状态-出现从一个压倒性的数量的散射本征态的波动方程。我们的研究结果提出了一个新的原理,称为“波热化”,即一个传播波经历复杂的散射过程可以模拟非平衡热环境,并表现出宏观非平衡现象。
2017-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics
Benchmark control problems in nonequilibrium statistical mechanics
本文提出名为NESTbench25的基准问题集,包含五个随机模型及C++和Python实现,用于测试和评估非平衡系统中时间相关控制协议的优化方法。
2025-08-12 cond-mat.stat-mech
Entropy, Nonequilibrium, Chaos and Infinitesimals
一个调查的方法,统计力学以下玻尔兹曼的理论,合奏和遍历假设,导致混乱作为一个统一的原则,平衡和非平衡统计力学。
2006-06-18 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Systems, variational principles and interconnections in nonequilibrium thermodynamics
本文提出基于互连概念的非平衡热力学建模方法,通过扩展哈密顿变分原理,将系统视为互连的物理元件,为统一描述现代科学各领域提供新方向。
2023-06-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
Elliptic beta integrals and solvable models of statistical mechanics
作者于2000年发现了一元椭圆Beta积分。最近Bazhanov和Sergeev将其解释为星三角关系(STR)。这一重要的观察更详细地讨论了作者以前的工作中的椭圆模的双重和超对称对偶。我们还描述了一个新的Faddeev-Volkov型解决方案的STR,连接与恒星的关系,和高维类似的关系。在这幅图中,塞伯格对偶由椭圆超几何积分(解释为超共形指数)的对称性描述,而椭圆超几何积分又代表统计力学可解模型中基本配分函数的STR和Kramers-Wannier型对偶变换。
2011-08-31 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Systematic coarse graining: "Four lessons and a caveat" from nonequilibrium statistical mechanics
在非平衡态统计热力学的指导下,模拟技术从暴力计算机实验提升到为动态系统提取完整、无冗余和一致的粗粒度信息的系统工具。我们勾勒的作用和潜力的蒙特卡罗,分子动力学和布朗动力学模拟的热力学方法粗粒化。缠结的线性聚乙烯分子的熔体为我们提供了一个说明性的例子。
2009-10-08 cond-mat.stat-mech
Contact geometric descriptions of vector fields on dually flat spaces and their applications in electric circuit models and nonequilibrium statistical mechanics
切触几何已经被应用到各种数学科学中,并且已经提出切触流形和严格凸函数诱导用于信息几何的对偶平坦空间。在这里,这样的对偶平坦空间与接触流形中的勒让德子流形有关。本文在切触Hamilton向量场理论的基础上,给出了对偶平坦空间上向量场的切触几何描述。在此基础上,给出了勒让德子流形上的向量场提升到切触流形的两种方法。对于某些类提升向量场,给出了切触流形上的不变测度和勒让德子流形上的稳定性分析。在本文中,勒让德对偶是明确规定的。此外,为了说明如何将这些一般方法应用到应用数学学科中,本文还分析了电路模型和非平衡统计力学中的一些例子。
2016-10-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Learning nonequilibrium statistical mechanics and dynamical phase transitions
本文提出基于变分自回归网络的通用计算框架,高效计算动力学配分函数,用于研究非平衡系统时间演化,并在结构玻璃模型中发现活跃-非活跃相变、动力学相图及新标度关系。
2024-02-07 cond-mat.stat-mech
Entropy in Nonequilibrium Statistical Mechanics
从理论上研究了非平衡统计力学中的熵,将平衡理论框架推广到开放的非平衡系统。首先,我们推导出一个微观表达式的非平衡熵的组装相同的玻色子/费米子通过两体势相互作用。这是通过从Keldysh轮廓上的Dyson方程开始并严格遵循Ivanov、Knoll和Voskresensky的程序[Nucl. Phys. A { \bf 672}(2000)313]来进行的。所得到的表达式在形式上与平衡熵的精确表达式相同,并且服从在极限情况下满足$H$定理的运动方程。因此,熵可以在非平衡系统中明确定义,以便包含平衡统计力学。然而,该表达式不同于Ivanov { \em et al}获得的表达式,并且我们明确表明他们的“记忆纠正”是不必要的。在此基础上,我们提出了非平衡稳态的最大熵原理:"在没有时间演化的可能稳定态中,最有可能实现的状态是使熵最大的状态,它是总粒子数、能量、动量、能流等力学变量的函数。在研究过程中,我们还开发了一个紧凑的实时微扰展开矩阵Keldysh格林函数。
2007-06-03 cond-mat.stat-mech
Variance sum rule: proofs and solvable models
本文在更一般条件下推导并证明了过阻尼 Langevin 系统非平衡稳态的方差求和规则,据此得到仅依赖位置关联函数二阶时间导数的熵产生率新公式,并在三个可解模型中验证了其判别强非平衡区域的有效性。
2024-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Statistical Mechanics of Self-propelled Hard Rods
使用非平衡力学的工具,我们研究了一个模型的自推进硬杆在基板上的两个维度,以量化的相互作用的自推进和排除体积效应。我们推导的Smoluchowski方程的配置概率密度的自推进棒,包含几个修改相比,熟悉的Smoluchowski方程的热棒。作为我们的工作的副产品,我们还提出了一个纯粹的动力学推导的Onsager形式的平均场排除热硬棒之间的体积相互作用。
2010-02-19 cond-mat.stat-mech
On the density matrix of nonequilibrium steady-state statistical mechanics
本文导出了与Oono和Paniconi [Prog. Theor.物理增刊{ \bf 130},29(1998)]。为此,我们采用三个合理的基本假设一致的稳定状态:(i)等价的任何两个子系统的总数,(ii)统计独立的任何两个子系统之间,和(iii)能量的可加性。与一个合适的定义的能量,它是由机械力驱动的均匀稳定状态可以描述的吉布斯分布。
2002-03-01 cond-mat.stat-mech
Entropy Production in Mesoscopic Stochastic Thermodynamics: Nonequilibrium Kinetic Cycles Driven by Chemical Potentials, Temperatures, and Mechanical Forces
非平衡态热力学(英语:Nonequilibrium thermodynamics,NET)研究系统在整体平衡之外的过程。在介观水平上,它提供了各种复杂现象的统计动态描述,如化学反应,离子传输,扩散,热化学,热机械和机械化学通量。在本综述中,我们介绍了一个介观随机制定NET通过分析熵产生在几个简单的例子。强调了非平衡稳态循环动力学的基础作用。在这种情况下,昂萨格的互惠关系的统计力学阐明。化学机械,热机械和酶催化的热化学能量转换过程进行了讨论。有人认为,介观随机NET提供了一个严格的数学基础的基本概念,需要理解复杂的过程中的化学,物理和生物学,这也是相关的纳米技术的进步。
2016-01-15 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
Mesoscopic virial equation for nonequilibrium statistical mechanics
我们导出了一类介观维里方程,它控制着各个自由度的共轭位置变量和动量变量之间的能量分配。他们被证明适用于广泛的非平衡稳态与随机(朗之万)和确定性(Nosé-胡佛)动态,并扩展到集体模式的模型的导热晶格。一个广义宏观维里定理,包含所有自由度的求和。该定理允许推导非平衡状态方程,该方程涉及与状态变量相同的耗散热流,例如具有固体摩擦的惯性布朗运动和受到不均匀压力的过阻尼活性布朗粒子。
2016-04-14 cond-mat.stat-mech
Dissipative Diamagnetism -- A Case Study for Equilibrium and Nonequilibrium Statistical Mechanics of Mesoscopic Systems
利用平衡态统计物理的路径积分方法计算了耗散对朗道抗磁性的影响。计算澄清了电子在其中运动的容器的边界的基本作用。此外,推导出的结果抗磁化也与从含时量子朗之万方程的渐近极限得到的表达式相匹配,提供了一定的顺序,保持在采取限制。这种识别然后统一了平衡和非平衡统计物理学的现象,如抗磁性,这是固有的量子和强烈依赖于边界效应。
2005-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fermionic theory of nonequilibrium steady states
本文发展了连续时间马尔可夫系统中非平衡稳态的费米子理论,推广了 Boltzmann-Gibbs 统计力学,计算了任意扰动响应,并发现特定系综可由具破缺超对称性的 2D 统计场论描述,为构建非平凡可解模型奠定基础。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical mechanics and entropy production in a classical infinite system of rotators
我们分析了一个简单但非平凡的经典哈密顿系统的无穷多个耦合旋转。我们假设这个无限大的系统被逐出热平衡,要么是因为能量被外力注入(情形I),要么是因为热量在不同温度的两个恒温器之间流动(情形II)。我们讨论了几种可能的定义与一个有限的或无限的区域,或与一个分区的系统成有限数量的件熵产生。我们表明,这些定义满足预期的范围内的恒温器温度和能量流。
2006-03-28 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical mechanics of shear flow: invariant quantities and current relations
在对非平衡系统进行建模时,人们通常从微观动力学的定义开始,例如,在过渡率方面,然后推导出由此产生的宏观行为。我们解决一类稳态系统,即复杂的流体连续剪切流下的逆问题:如何外部施加的剪切电流影响流体的微观动力学?这个问题的答案可以用不变量的形式来表示,即在非平衡稳态中跃迁速率的精确关系,正如在最近的一封信[A. Baule和R. M. L. Evans,Phys. Rev. Lett. 101,240601(2008)]。在这里,我们提出了一个更教学性的帐户不变量和理论的基础上,被称为非平衡对应细致平衡(NCDB)。此外,我们还研究了在稳态下的跃迁速率与剪切流之间的关系。我们表明,波动关系的Gallavotti-Cohen型持有系统满足NCDB。
2009-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superdiffusion of Aerosols Emitted After Sneezing -- Nonequilibrium Statistical Mechanics Approach
本文从朗之万方程出发,用非平衡统计力学方法研究了气溶胶的随机行为。我们首先表明,超扩散可能发生在排放之后,这可能归因于COVID-19大流行爆发的物理机制。我们还提供了明确的证据,证明预防气溶胶感染所需的最小距离。特别是,所需的距离,以防止气溶胶感染推导出约42米时,我们假设柯西分布作为初始速度分布。这一事实意味着,由于超扩散,与先前的考虑相比,气溶胶感染甚至可以在远离长距离的地方发生。
2021-08-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Non-equilibrium statistical mechanics: a solvable model
一个双温度线性自旋模型,允许一个容易理解的介绍非平衡统计物理。该模型是一个,包括的概念是典型的更现实的非平衡模型,但允许简单的稳态解决方案,并为小系统,发展的全时间依赖配置概率。该模型是很容易获得高层次的本科生,也提供了一个很好的检查计算机模型的较大的系统。
2008-12-10 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical mechanics of crystals
作者先前开发的局部平衡方法[J. Mabillard和P. Gaspard,J. Stat.(2020)103203],将具有破缺对称性的物质应用于结晶固体。从微观哈密顿动力学出发,推导出晶体的宏观流体动力学及其局域热力学和输运性质。特别是,格林-久保公式得到的所有输运系数。本文研究了一般晶体和立方晶体的八种流体力学模及其色散关系。在相同的20个晶体类与压电兼容,交叉效应耦合传输之间的线性动量和热量或结晶顺序分裂退化的阻尼率模式传播在相反的通用方向。
2021-02-05 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of a nonequilibrium steady-state classical particle system driven by a constant external force
当系综平均漂移速度不随时间变化时,一个经典粒子系统与一个由外力驱动的恒温器耦合达到稳态。这类系统的统计力学仅仅是根据等概率和遍历性原理导出的,而不涉及平衡态统计力学或局部平衡态假设的任何结论。动量空间分布由随机游动参数决定,位置空间分布由等概率和遍历原理决定。推导了能量、熵、自由能和压强的表达式,建立了外力、漂移速度和温度之间的关系。此外,向其平衡的松弛被发现是一个指数衰减过程遵守最小熵产生定理。
2020-05-21 cond-mat.stat-mech
Quasi adiabatic dynamics of energy eigenstates for solvable quantum system at finite temperature
描述非平衡过程是一个基本问题。在一维慢运动势场中,研究了受限量子系统与大库相互作用过程中初始能量本征态的准绝热动力学。具体来说,我们研究了一个被拖曳的谐振子与一组谐振子的线性相互作用,并通过严格计算所谓的持续振幅来探索偏离绝热过程。这样,我们还表明,持续振幅的相位是共同的基态和激发态。
2017-04-30 cond-mat.stat-mech
A framework of nonequilibrium statistical mechanics. I. Role and type of fluctuations
理解涨落是建立非平衡统计力学一般框架的关键,涨落可以增强具有热力学结构的唯象演化方程。这些波动提供了微观细节的理想化表示。我们认为波动增强方程与马尔可夫过程和阐述一般配方评价动态材料的性能,其特征在于力通量本构关系,由统计力学。具有连续轨迹的马尔可夫过程可以方便地用随机微分方程来描述,并导致动态材料特性的Green-Kubo型公式。不连续跳跃的马尔可夫过程包括Kramers计算过的能垒上的跃迁。我们描述了一个统一的方法,马尔可夫波动,并展示了如何适当类型的波动(连续与不连续)是反映在数学结构的唯象方程。
2020-04-20 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
Hamiltonian dynamics, nanosystems, and nonequilibrium statistical mechanics
本文以哈密顿动力系统理论为基础,从纳米科学的角度,综述了非平衡统计力学的最新进展。它示出了如何向平衡状态的松弛的属性可以从刘维方程的哈密顿动力系统。弛豫率可以根据所谓的波利科特-吕勒共振来设想。在空间扩展的系统中,输运系数也可以从波利科特-吕尔共振获得。与这些共振相关联的Liouvillian本征态一般是奇异的,并呈现分形性质。非平衡态的奇异性是非平衡态热力学正熵产生的根源。此外,大偏差的动力学关系,得到相关的微观动力学的特征量,如李雅普诺夫指数,Kolmogorov-Sinai熵每单位时间,和分形维数的输运性质。我们表明,这些大偏差动力学关系属于同一个家庭的波动定理的公式,以及一个新的公式有关的熵生产之间的差异单位时间的熵Kolmogorov-Sinai型和时间反演熵单位时间。本文还讨论了它与非平衡功定理和瞬态涨落定理的关系。纳米系统的应用进行了说明。
2006-03-14 cond-mat.stat-mech
Fluctuations in Nonequilibrium Statistical Mechanics: Models, Mathematical Theory, Physical Mechanisms
非平衡态系统中的涨落正受到广泛的理论和实验研究。局部“涨落关系”描述了在各种模型和现象中某些可观测量的统计特性的对称性。它们是在确定性框架中产生的,后来又在随机框架中产生。其他的结果首先获得的随机过程,后来考虑在确定性动力学,描述的时间演变的波动。该领域的发展超出了预期:研究工作和不同的观点以更快的速度提出。事实上,了解波动是重要的新兴理论的非平衡现象,以及应用程序,如那些纳米技术和生物物理的兴趣。然而,不同方法之间的联系以及这些方法的局限性尚未得到充分理解。我们专注于这些问题,提供:a)理论模型的分析; b)严格的数学结果的讨论; c)识别的物理机制的理论预测的有效性,为广泛的现象。
2007-09-13 cond-mat.stat-mech
Heat conduction and the nonequilibrium stationary states of stochastic energy exchange processes
我重新审视了完全可解的Kipnis-Marchioro-Presutti热传导模型[J. Stat. Phys.2765(1982)],并且描述了对于其端部与不同温度下的热浴接触的任意尺寸的一维系统,它们的非平衡定态的系统表征。这些论点避免了诉诸对偶过程的分析,并产生了傅立叶定律的直接推导,以及高阶静态相关性,如协变矩阵。这些结果的家庭推广KMP模型的梯度模型的换位建立和具体情况下进行检查。
2017-03-03 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium and irreversibility
这本小册子包含了对非平衡统计力学和混沌理论的最新发展的概述:SRB分布,混沌假设,波动定理,测试和应用粒状材料的建议,流体动力学,准静态过程的不可逆性。在附录中,举例说明了实际构建非平衡定态所需的技术工作。
2014-05-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum Nonequilibrium and Entropy creation
与相应的经典系统的情况形成鲜明对比的是,还没有理解如何定义一个力学量与熵产生率的解释有限量子系统的非平衡定态有限恒温器。这个问题的某些方面在这里讨论的情况下,确定熵产生率作为一个机械观测可能是可能的。v.2:更正第2节最后一段
2007-03-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium statistical mechanics of swarms of driven particles
作为细胞和有机体集体运动的一个粗略模型,我们在这里发展了自推进粒子群的统计力学。我们的方法与最近发展的主动布朗运动理论和正则耗散系统理论密切相关。研究了群体在外场中的自由运动和运动。简要地情况下的粒子被限制在一个环和相互作用的排斥力进行了研究。在更详细的研究中,我们调查的Morse型吸引力的自约束。我们从N = 2开始,讨论吸引子和分布函数,然后讨论N > 2的情况。对主动布朗粒子群与Morse力相互作用的几种动力学模式进行了模拟。特别是我们研究的旋转,漂移,波动的形状和团簇形成。
2003-07-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A solvable problem in statistical mechanics: the dipole-type Hamiltonian mean field model
本研究考虑偶极型相互作用模型的零阶平均场近似,在正则和微正则系综中解析求解。在写出正则配分函数后,导出了自由能、内能、磁化强度和比热,并用图形表示。一个关键的推导是自由能的计算,这是变分评估,它表明,准确的结果与近似的趋势时,$N$趋于无穷大。在微正则系综中,计算了熵等热力学性质。我们注意到这两种方案在平衡点重合。
2018-03-15 cond-mat.stat-mech
Irreversible Evolution of Open Systems and the Nonequilibrium Statistical Operator Method
博戈柳博夫在他的开创性著作中阐述了建立以动力学为基础的非平衡统计力学的有效途径。他的想法减少说明被证明是非常强大的,并发现了广泛的适用性相当普遍的时间依赖性问题的物理和力学。本文利用非平衡统计算符方法(NSO)对开放系统的时间演化进行了深入的分析。该方法将Gibbs统计方法推广到不可逆过程,并引入了简化描述的思想。本研究的目的是阐明非平衡态统计力学的NSO方法的基本方面和一些选择的方法。在这方面讨论了适当的平均(平滑)程序和不可逆性的概念。我们关注的是该方法的物理一致性及其操作能力,以强调和解决这种可操作性的几个重要原因。
2019-11-27 cond-mat.stat-mech
The nonequilibrium statistical mechanics of Markov interacting particles
CUNY Graduate Centre(纽约市立大学研究生中心)
研究马尔可夫相互作用粒子耦合随机系统,核心方法围绕正则条件概率,通过对数似然等检测历史条件律分解,贡献是为边界筛选等提供通用语言,还涉及相关能量计算及耦合衡量。
2026-07-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Upside/Downside statistical mechanics of nonequilibrium Brownian motion. I. Distributions, moments, and correlation functions of a free particle
统计特性的布朗运动所产生的分析,分别,轨迹系统的能量增加(上行)或减少(下行)相对于一个阈值能级,推导出。这种选择性的分析适用于检查传输特性的非平衡布朗过程,耦合到多个热源,其特征在于不同的温度。分布,时刻,和关联函数的自由粒子,发生在上行和下行事件的能量激活和能量弛豫过程中,也为正和负的能量波动的平均能量进行了研究。所得结果具有足够的一般性,可不加修改地应用于标准布朗运动.本文重点介绍了这种选择性分析的数学基础。在本系列的后续文章中,我们将这种一般形式应用于热库之间的热传递由发生在桥接它们的系统中的活化速率过程介导的过程。
2019-08-01 cond-mat.stat-mech
Exactly solvable model of inergodic spin glass
本文研究了一种平均场模型,其哈密顿量是无限程铁磁相互作用和随机反铁磁相互作用的总和。结果表明,该模型在外加磁场中发生相变,转变为具有多个亚稳态的无规自旋玻璃相。研究了T=0和相变附近的亚稳态的热力学性质。建立了自旋玻璃相慢非平衡过程的特征(磁滞回线形式、热剩磁和等温剩磁、场冷和零场冷热力学量)与亚稳态热力学参数之间的关系。
1999-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Kinetically driven glassy transition in an exactly solvable toy model with reversible mode coupling mechanism and trivial statics
我们提出了一个玩具模型与可逆模式耦合机制和平凡的哈密顿量(因此平凡静力学)。该模型可以准确地分析,而不依赖于不受控制的近似,如在目前的MCT的因式分解近似。我们表明,该模型表现出动力学驱动的过渡,从遍历阶段非遍历阶段。非遍历态是模型分布函数的福克-普朗克方程的非平衡定态解
2001-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Upside/Downside statistical mechanics of nonequilibrium Brownian motion. II. Heat transfer and energy partitioning of a free particle
研究了在稳态条件下,由不同局部温度的多个热库驱动的布朗粒子在激活和弛豫过程中的能量分配。具体地说,我们应用在前一篇文章[G. T. Craven和A. Nitzan,J. Chem. Phys. 148,044101(2018)],以检查布朗过程的两个子集合的热输运性质,在任何给定的时间,通过指定每个组中的所有轨迹在当时具有高于(向上)或低于(向下)预选能量阈值的能量来区分。动力学性质描述的能量积累和释放过程中的激活/弛豫事件和关系的上/下热库之间的能量分配。讨论了由上行和下行事件引起的热传输的影响。
2019-08-01 cond-mat.stat-mech
Maximum caliber is a general variational principle for nonequilibrium statistical mechanics
寻找非平衡统计力学的一般变分原理一直是人们的兴趣所在。我们给出的证据表明,最大口径(最大Cal)是这样一个原则。Max Cal是Maximum Entropy的一个变体,它通过最大化路径熵来预测动态分布函数,该路径熵受到动态约束,例如平均通量。我们首先表明,最大Cal导致标准的近平衡的结果-包括绿色久保关系,Onsager的相互关系的耦合流,和普里高津的最小熵产生原理-在一种特别简单的方式。更重要的是,由于Max Cal不需要任何“局部平衡”的概念,也不需要任何熵耗散的概念,甚至不需要对材料物理学的任何限制,因此它比许多传统方法更普遍。我们开发了一些推广的Onsager和Prigogine的结果,适用于任意远离平衡。Max Cal不仅适用于材料和流体;它还适用于更广泛的网络上的流动和贩运。
2015-05-20 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium many-body quantum engine driven by time-translation symmetry breaking
失去平衡的量子多体系统可以产生有趣的现象,例如向奇异动力学状态的转变。虽然这种涌现的行为可以在实验中观察到,但其技术应用的潜力在很大程度上尚未开发。在这里,我们研究了集体效应对从多体系统中提取机械功的量子引擎的影响。利用光机械腔装置与相互作用的原子气体作为工作流体,我们从理论上证明,这种发动机产生的工作下,周期性的驱动。工质的稳态循环具有非平衡相变的特征,导致输出功的突变。值得注意的是,我们发现我们的多体量子引擎甚至在没有周期性驱动的情况下也能运行。当它的工作流体进入一个打破连续时间平移对称性的阶段时,就会发生这种现象:出现的时间结晶阶段可以维持产生机械功的负载的运动。我们的发现为设计新型非平衡量子机器铺平了道路。
2020-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistical mechanical theory of an oscillating isolated system. The relaxation to equilibrium
本文证明了N体孤立系的适当定义的非平衡熵一般不是运动的常数,它的变化是有界的,这个界由热力学熵决定,即,平衡熵我们将非平衡熵定义为n粒子约化分布函数(n=0,.......,N)推广了吉布斯细粒度熵公式。此外,作为我们的微观分析的结果,我们发现,这种非平衡熵的行为作为一个自由熵振荡器。在接近平衡制度,我们发现松弛方程的福克-普朗克型,特别是单粒子分布函数。
2007-10-02 cond-mat.stat-mech
Solvable Models of Heat Transport in Quantum Mechanics
研究了一对量子系统间热传输的可解模型,通过RMT和conformal等玩具模型捕捉热流瞬态峰值与NESS等特征,并在DSSYK模型中验证其插值关系。
2025-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Nonequilibrium Statistical Mechanics for Adiabatic Piston Problem
我们考虑一个可自由移动的质量壁$M$与一个自由度,分为两个区域,每个区域中充满了稀薄的气体粒子的质量$m$的长管的动力学。这些气体最初是在相同的压力但不同的温度下制备的,我们假设气体粒子在与壁碰撞之前的压力和温度在每个区域中随时间保持恒定。我们阐明了当地的细致平衡条件的基础上设置的能量,然后推导出的表达式,从每种气体传递到壁的热量。利用该条件,得到了壁面稳态速度和稳态能流的线性响应公式。利用小参数$ε\equiv\sqrt{m/M}$的微扰展开,计算了$ε$阶的定常速度.
2015-01-07 cond-mat.stat-mech
Maxwell's Refrigerator: An Exactly Solvable Model
我们描述了一个简单的和可解的模型的设备,就像“整洁的手指”在麦克斯韦著名的思想实验-将能量从冷系统到热系统的整流热波动。为了完成这项任务,我们的设备需要一个存储器寄存器,它可以写入信息:存储器的香农熵的增加补偿了由热梯度的热流引起的热力学熵的减少。我们构造了这种器件的非平衡相图,发现它可以作为信息的擦除器。我们在热力学第二定律的背景下讨论我们的模型。
2013-07-08 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Using an ion trap with two temperature reservoirs to explore nonequilibrium physics
采用分子动力学模拟和基本统计力学相结合的方法,分析了不同温度下两种理想气体中囚禁离子的位置和速度分布。这种系统已在最近开发的MOTion陷阱体系结构中实现。该系统有可能作为在受控环境中研究非平衡统计力学的平台。作为例子,我们展示了一个非麦克斯韦玻尔兹曼速度离子分布的陷阱,崩溃的波动耗散定理,和位置速度排序,其中高速离子状态是在高势能点。我们提出实验来验证这些预测。
2015-10-22 cond-mat.stat-mech
Unifying Theories for Nonequilibrium Statistical Mechanics
推导出适用于线性响应区域之外的一般力/通量关系的问题是非平衡统计力学理论的中心课题。这项工作应用信息论的角度来计算近似的力/通量关系,并与传统的替代品的结果进行比较。如果可以说,在驱动的非平衡瞬态动力学中,对响应理论的形式存在共识,那么这种共识与过渡空间上分布的熵最大化是一致的。这种一致性要求力/通量关系的问题完全用这种过渡分布来描述,而不是稳态性质(如近平衡功)或轨迹空间上的分布(如最大口径)。在过渡空间范式中,实际上在完全非线性区域中工作更简单,而不依赖于关于稳态或长时间性质的任何假设。我们的研究结果进行了比较,两个非常不同的系统进行了广泛的数值模拟。第一种是在恒定外力作用下的周期性洛伦兹气体,以角速度和物理上真实的非弹性散射扩展。第二个是一个$α$ -费米-帕斯塔-乌拉姆链,扩展了一个朗之万恒温器,只耦合到个人的谐波模式。虽然我们模拟都从瞬态初始条件,最大熵结构的过渡分布是显而易见的原子和中间尺寸尺度。结果鼓励进一步发展的非平衡统计力学的经验法则,采用类比与标准的最大熵技术-即使在大偏差原则不能严格证明的情况下。
2019-01-31 cond-mat.stat-mech