Probability-free foundation of continuum mechanics equations irreversibility: connection with particle dynamics
本文导出了一个描述连续介质局部密度不可逆演化的方程，该方程不涉及任何统计假设。推导是基于平滑的多体系统的微观动力学特性，考虑到它们之间的相互作用的延迟。所得方程推广了经典的流体运动方程。所得到的方程，以及它与动态密度泛函理论的连接，被认为是几个特殊的情况下。
2018-09-30 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Linking Microscopic Reversibility to Macroscopic Irreversibility, Emphasizing the Role of Deterministic Thermostats and Simple Examples, At and Away From Equilibrium
分子动力学和统计力学使基于粒子的热力学和流体力学的理解成为可能，包括时间可逆的原子力学和纳入宏观流体和固体力学的时间不可逆的热力学耗散之间的迷人的洛夏矛盾。
2012-06-24 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Emergence of statistical behavior in many particle mechanical systems: Boltzmann's ideas on macroscopic irreversibility
本文试图解开微观时间可逆性与宏观时间不可逆性之间的“悖论”。这是我们的共同经验，一杯热咖啡冷却到室温，它永远不会自动变热（除非我们把它放在微波炉加热或炉子等），有很多例子。物理过程的这种“片面性”（如热杯的冷却）与动力学运动方程（经典或量子）的时间可逆性明显矛盾。从动力学方程的角度来看，自动加热冷杯等的过程是完全可能的。路德维希·玻尔兹曼从动力学方程（他的H定理）开始解释物理过程的这种“片面性”。玻尔兹曼的同时代人提出了批评。这种批评的根源在于19世纪非常流行的“机制”哲学。每个人都想通过牛顿力学来理解物理现象（即使是J. C。麦克斯韦发明了一种使用齿轮的机械机制来解释电磁场！核心问题是，如果基本的动力学定律是时间可逆的，那么如何才能获得这种“片面性”（时间不可逆性）。文献中有关该问题的文章数量。但这些都是以数学为导向的，严重缺乏从实际角度的简单介绍。本文试图从简单实用的角度对这一“悖论”进行解构。
2014-10-09 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of scale-free networks at a critical point: Complexity without irreversibility?
基于经典统计力学对网络的严格扩展，我们研究了一个特定的微观网络汉密尔顿。这个哈密顿量的形式是从这样一个假设推导出来的，即单个节点通过连接到比它们自己的度更高/更低的节点来增加/减少它们的效用。我们将效用解释为物理系统中能量的等价物，并讨论了新兴网络的温度依赖性。我们观察到存在一个临界温度$T_c$的总能量（效用）和网络结构发生根本性的变化。沿着这个拓扑转变，我们得到了具有复杂层次拓扑结构的无标度网络。与迄今为止介绍的无标度网络模型相比，无标度网络的本质是在平衡状态下出现的，具有明确定义的微正则系综，严格满足细致平衡原则。这提供了明确的证据，表明“复杂”网络的出现可能不可逆转。这里提出的结果应该在社会经济统计系统中得到广泛的应用。
2005-07-28 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Emergent pseudo time-irreversibility in the classical many-body system of pair interacting particles
本文研究了封闭的经典多体系统中宏观尺度赝时间不可逆性的产生。首先，在不使用统计力学的情况下，导出了哈密顿动力学的精确连续方程。其次，它表明，动量密度场包含热自由度在考虑的标度限制，因此初始条件表明伪时间不可逆解可能存在的动力学方程。伪不可逆热平衡，热量和动量传输的数值证据。最后，讨论了数值计算得到的宏观有序非扩散弛豫的可能原因。
2022-02-03 cond-mat.stat-mech
Mechanism of irreversibility in a many-body systems
在经典力学定律的框架下，建立了混合系统的不可逆动力学机制。所提供的机制只能在广义汉密尔顿形式主义的框架内找到。广义形式主义是通过将经典的Hamilton形式主义扩展到开放系统而建立的。得到了一个通过子系统相互作用力的功来表示熵的公式。建立了热力学与经典力学之间的本质联系。
2005-07-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Time-Irreversibility is Hidden Within Newtonian Mechanics
我们开发了一个位可逆的实现米尔恩的四阶预测算法，以产生精确的时间可逆模拟的不可逆过程。我们将我们的算法应用于两个零温度Morse势球的碰撞，碰撞形成一个温暖的液体振荡下降。振荡由表面张力驱动并由粘度阻尼。我们表征的“重要”的Lyapunov不稳定粒子在碰撞和平衡阶段在两个时间方向上，以证明实用程序的Milne算法在暴露“时间的箭头”。
2018-03-08 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Information-theoretic equilibration: the appearance of irreversibility under complex quantum dynamics
当基础力学理论是可逆的时，不可逆性如何作为一种普遍现象出现的问题一直是经典力学和量子力学的一个长期存在的基本问题。我们描述了一种机制的外观不可逆性，适用于相干，孤立系在一个纯量子态。这种平衡机制只需要假设足够复杂的内部动力学和自然的信息理论的约束所产生的不可行的收集天文数字量的测量数据。值得注意的是，我们能够证明，不可逆性可以被理解为典型的，而不需要假设退相干或限制到粗粒度的可观测量，因此发生在不同的条件和时间尺度比通常的退相干的观点所暗示的。我们在几个模型系统中数值说明了这种效应，并证明了这种效应在复杂量子系统的标准随机矩阵猜想下是典型的。
2013-09-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hamiltonian Heat Baths, Coarse-Graining and Irreversibility: A Microscopic Dynamical Entropy from Classical Mechanics
针对可逆哈密顿动力学与热力学第二定律的矛盾，本文通过忽略热库条件密度的细节，提出可定量对应热力学熵且能在速度反转后正确倒带的微观动力学熵。
2025-03-14 cond-mat.stat-mech
Time Irreversibility Problem and Functional Formulation of Classical Mechanics
时间不可逆性问题是可逆微观动力学和不可逆宏观物理学的二分法。这个问题被玻尔兹曼，庞加莱，Bogolyubov和许多其他作者认为，虽然一些研究人员声称，这个问题已经解决，它值得进一步研究。在本文中，尝试执行以下解决方案的不可逆性问题：制定微观动力学建议这是不可逆的时间。一个广泛使用的概念，即系统在给定时刻的微观状态作为相空间中的一个点，以及轨迹的概念，并没有直接的物理意义，因为任意实数是不可观测的。在本文提出的方法中，物理意义不是归因于单个轨迹，而是归因于一串轨迹或相空间上的分布函数。在所提出的“泛函”方法中，微观动力学的基本方程不是牛顿方程，而是单个粒子分布函数的刘维尔方程。刘维方程的解具有非定域性，这是不可逆性的原因。它表明，在这种方法中的牛顿方程出现作为一个近似方程描述的位置和动量的平均值的动态。计算牛顿方程的修正。
2009-07-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Non-equilibrium statistical mechanics of the turbulent energy cascade: irreversibility and response functions
本文通过研究湍流壳模型中的不对称时间关联函数和能量扰动弛豫行为，揭示了能量级联的非平衡特性，并证明平衡与非平衡物理在外力尺度两侧共存。
2023-12-14 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Boltzmann conjecture, meta-equilibrium entropy, second law, chaos and irreversibility for many body systems
提出了一种启发式推广的玻尔兹曼-吉布斯微正则熵，能够描述亚平衡特征和宏观系统的演化。尽管其简单的推导，这样一个函数的“集体参数”的微观状态的N体系统的特点，产量，在同一时间，一个统计解释的动态演化，和动态的见解的基本假设的统计力学。它的自然（隐式）时间依赖性需要}一个“第二定律”的行为，并允许此外，执行一个基本的测试洛施托可逆性异议，指出至关重要的相关性混沌在建立有效的（统计力学和动力学）“时间之箭”。几个具体的（分析和数值）应用程序说明了它的性能。
2007-02-01 astro-ph cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Understanding probability and irreversibility in the Mori-Zwanzig projection operator formalism
从时间可逆的确定性微观动力学解释随机不可逆宏观动力学的出现是物理学哲学的核心问题之一。Mori-Zwanzig投影算子形式主义是现代非平衡统计力学最重要的方法之一，它允许从可逆微观动力学系统地推导不可逆输运方程，从而为理解这个问题提供了一个有用的框架。然而，在物理学哲学中对莫里-兹万齐格形式主义的讨论往往集中在简单的变体上，而不是在现代物理研究中使用的更复杂的变体上。在这项工作中，我将关闭这个差距，研究问题的概率和不可逆性使用的例子Grabert的时间依赖投影算子形式主义。这使得给一个更坚实的数学基础，各种概念的哲学文献，特别是华莱士的简单动力学猜想和罗伯逊的理论自治宏观动力学。此外，我将解释如何莫里-茨万齐格形式主义允许解决之间的紧张关系的认识论和本体论的方法概率在统计力学。最后，我认为，干预主义者和粗粒化者真正应该进行的辩论与为什么存在均衡的问题无关，而是为什么它具有实验中发现的定量形式。
2021-12-08 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Quantum irreversibility of quasistatic protocols for finite-size quantized systems
该研究针对有限尺寸量子系统准静态过程的可逆性问题，分析了扫描转移凝聚玻色子协议中绝热输运与混沌辅助耗散的作用，揭示了量子涨落主导区的量子-经典对应破缺，指出双轨道近似及多体Landau-Zener范式的局限性。
2023-05-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
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
Irreversibility and correlations in coupled quantum oscillators
我们调查之间的联系产生的不可逆性的一个固定的耗散过程和建立在复合量子系统的相关性。我们提供了两个等效的表达式中产生的熵的非平衡稳态耦合量子谐振子，允许一个简单的解释发病的不可逆性。然后，我们揭示了熵产生率和相关性之间的定量关系，总的和量子的，两个振荡器之间建立。在小耦合极限下，熵产生率与互信息和量子关联成正比。我们将我们的结果应用于分析纳米机械谐振器和腔场之间的光机械相互作用，并表明熵产生的行为捕获了该模型的特有特征，例如边带冷却和放大。
2016-10-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite-Time Processes In Quantum Thermodynamics: The Limits Of Irreversibility
本文构建广义几何热力学框架，研究有限时间量子过程中的熵产生与耗散极限，扩展 Landauer 原理并优化介观热机。
2024-10-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
From Three-Particle Dynamics to the Structural Origin of the Arrow of Time in Classical and Quantum Mechanics
Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology, Tokyo University of Science（东京理科大学理工学部物理天文学系）
本文通过三体系统分析，揭示了经典与量子力学中时间箭头的结构起源，证明宏观不可逆性源于粗粒化导致的信息损失。
2025-12-18 cond-mat.stat-mech
Macroscopic irreversibility and decay to kinetic equilibrium for classical hard-sphere systems
本文研究了硬球系统$1-$体概率密度函数（PDF）出现宏观不可逆性的条件和相关的衰变到动力学平衡的现象。这个问题是在公理化的“从头算”方法的框架内，以经典的统计力学最近开发[Tessarotto \textit{et al} .，2013-2017]，并通过Master方程实现了对同一动力学PDF的精确动力学方程的建立。如论文所示，该任务涉及引入$1-$主体PDF的合适函数，此处标识为\textit{Master kinetic information}。我们的目标是表明，提供相同的PDF是实现在一个任意的适当光滑的特定解决方案的主动力学方程的上述两个属性确实实现和相同的功能是无关的，无论是与玻尔兹曼-香农熵和费舍尔信息。
2017-03-14 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Irreversibility in a unitary finite-rate protocol: The concept of internal friction
在一个简单的、实验上可达到的量子系统中研究了内耗的概念，在该系统中，自旋为1/2的原子在横向磁场的作用下经历量子绝热过程.利用参数变换得到的实际密度矩阵与可逆绝热过程密度矩阵之间的量子相对熵，在系统哈密顿量的前后幺正变换中定量分析了由于量子摩擦产生的不可逆废能.通过分析总转换时间和不同脉冲控制方案对内耗的影响，揭示了内耗随总协议时间变化的非单调性，以及在有限时间转换中几乎无摩擦解的可能性.
2016-04-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hierarchy of space-time structures, Boltzmann equation, and functional mechanics
在这份报告中，我们讨论了组织的不同层次的性质和相应的时空结构的时间不可逆性的一个特殊问题的考虑。时间不可逆性的基本问题在于：如何协调时间可逆的微观动力学和不可逆的宏观动力学。最近提出的力学泛函公式就是为了解决这个问题。这个公式的基本概念不是一个物质点和轨迹，像在传统的力学公式，但概率密度函数。即使我们处理单个粒子（而不是粒子系综），我们也可以用概率密度函数来描述它的状态。我们证明这种方法使用测量理论。在不可逆性问题的框架中的一个特殊问题是从微观动力学方程推导玻尔兹曼动力学方程。我们提出了一个从基于BBGKY族的Liouville方程得到Boltzmann方程的过程，最近提出的经典力学的泛函形式，以及两个时空尺度之间的区别，即，宏观和微观尺度。介绍了时空结构的概念。它不仅考虑了时空本身（即，一个伪黎曼流形），但也有一个特征长度和时间。时空结构形成了一个层次，在这个意义上，微观时空结构上的过程（粒子的相互作用）的初始值是从宏观时空结构上的过程（动力学现象）分配的。
2011-02-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Irreversibility, equilibrium and measurement in quantum mechanics
University of Oxford（牛津大学）；University College London（伦敦大学学院）
研究量子力学不完整问题，基于具有连续谱的量子系统，解释其与热力学第二定律不一致及测量问题，通过孤立系统的时间对称性破缺等实现平衡，测量过程符合投影假设，数学结构类似经典遍历理论。
2026-09-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Macroscopic Irreversibility in Quantum Systems: Free Expansion in a Fermion Chain
Gakushuin University（学习院大学）
研究证明在量子系统中，自由膨胀过程导致宏观密度分布趋于均匀，揭示了量子力学中不可逆行为的出现，无需引入随机性。
2025-05-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Master equations for Wigner functions with spontaneous collapse and their relation to thermodynamic irreversibility
维格纳函数允许在相空间中重新表述量子力学，对于量子-经典跃迁的研究至关重要。然而，要充分理解量子-经典跃迁，还需要解释为什么没有宏观叠加来解决量子测量问题。基于波函数自发坍缩的量子力学的随机重构是解决这个问题的一种流行方法。在本文中，我们在Wigner框架下推导了四个最重要的自发坍缩模型-- Ghirardi-Rimini-Weber（GRW）理论、连续自发局域化（CSL）模型、Diósi-Penrose模型和耗散GRW模型的动力学方程。所得到的主方程近似的福克-普朗克方程。此外，我们使用相空间形式的GRW理论测试，通过分子动力学模拟，大卫阿尔伯特的建议，自发崩溃引起的随机性是负责的热力学不可逆性的出现。模拟结果表明，对于经典情形下导致反热力学行为的初始条件，GRW型扰动不会导致热力学行为。因此，没有观察到Albert提出的基于GRW的平衡机制。
2021-05-31 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamics within the Framework of Classical Mechanics
提出了热力学实体化的方法。一个保守的系统相互作用的元素，这是不平衡的，被用作一个模型。然后，这个系统被分解为被认为处于平衡状态的小的子系统。基于子系统的D'Alambert方程，得到了广义Liouville方程。确定了不可逆性的一个必要条件。这个条件就是子系统间的相互作用力与相对速度的关系。得到了潜在相互作用单元的子系统的运动方程。证明了由潜在相互作用元素组成的子系统的相互作用力的非潜在性。给出了不可逆动力学的发生机制。得到了通过子系统间相互作用力表示熵的公式。分析了经典力学与热力学之间的理论联系。
2005-01-15 cond-mat.stat-mech
Finite reservoirs and irreversibility corrections to Hamiltonian systems statistics
本文研究了有限热库耦合与时间反演对称性破坏对哈密顿系统正则统计的修正，发现标准统计力学形式体系在纳米尺度下需调整，且涌现不可逆性会有效挫败哈密顿动力学的时间反演不变性。
2023-05-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A derivation of a microscopic entropy and time irreversibility from the discreteness of time
所有基本的微观物理定律都是时间可逆的。相反，热力学第二定律是世界的宏观物理表示，它能够通过熵S大于0的变化来描述孤立系中的不可逆过程。这是本手稿的尝试桥梁微观物理世界与宏观一个替代方法比统计力学理论的吉布斯和玻尔兹曼。提出了时间是离散的，步长为常数。其结果是，如果当前力具有复杂性质（即不是常数），则在微观水平上存在时间不可逆性。为了比较这种离散时间不可逆机制（为简单起见，选择一维空间中的经典单个粒子）与其经典牛顿模拟，通过将任何给定时间步n的时间步缩放变量sn以导致Nose-Hoover拉格朗日量来重新引入时间可逆性。相应的Nose-Hoover哈密顿量包括项Ndf *kB*T*ln（sn）（其中kB是玻耳兹曼常量，T是温度，Ndf是自由度的数量），其被定义为在时间点n处的微观熵Sn乘以T。在系综平均时，对于不具有快速变化力的系统，平衡中的微观熵Sn近似于热力学中已知的宏观熵。所提出的推导与所得到的系综平均微观熵及其热力学模拟之间的类比表明，玻尔兹曼和吉布斯对熵的原始描述只是时间标度变量sn的系综平均，该变量处于接近1的平衡状态，但熵项本身的根源不是统计力学，而是时间的离散性。
2014-03-28 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Predictive statistical mechanics and macroscopic time evolution: hydrodynamics and entropy production
在之前的论文中（Kuić et al. in Found Phys 42：319-339，2012; Kuić in arXiv：1506.02622，2015），证明了通过最大化条件信息熵来应用最大信息熵的原理，受到在相空间上平均的Liouville方程给出的约束，导致在没有任何附加假设的情况下定义封闭哈密顿系统的熵变化率。在这里，我们推广了这个基本模型，并引入了与流体力学连续性方程等价的附加约束条件，表明所得结果与非平衡统计力学和不可逆过程热力学的已知结果是一致的。作为本文方法的一部分，用这种方法得到了经典哈密顿流体的熵变率和熵产生密度。所得到的结果表明预测统计力学的基本原理的普遍适用性和它们对不可逆性理论的重要性。
2016-05-27 cond-mat.stat-mech
Does classical mechanics always adequately describe "classical physical reality"
本文从第一性原理出发，讨论了不可逆性和统计力学的基础。考虑到无穷小，因为它似乎忽略了经典力学波动的物理真空，使一个确定性运动的不稳定动力系统被打破（“自发决定性打破”，“自发随机化”）。真空涨落是触发器的一部分，启动了指数不稳定性的强大机制。动力系统的运动变得不可逆和随机。经典力学只适用于一类Kolmogorov-Sinay熵为零的稳定动力系统$h=0$。对于另一种“随机力学”，有相应的运动方程和主方程，描述了初始分布函数到平衡态的不可逆演化。
2002-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the relation between the second law of thermodynamics and classical and quantum mechanics
在统计力学的教科书中，人们经常发现基于经典力学、相空间和遍历性的论点来证明热力学第二定律。但是，经典力学的基本运动方程是确定性和可逆的，而热力学第二定律是不可逆的，不是确定性的，因为它指出，一个系统在接近平衡时忘记了它的过去。我认为热力学第二定律从经典力学的所有“推导”都包含了不属于经典力学的附加假设。玻尔兹曼的H定理也是如此。此外，我认为，在推导第二定律时使用的相空间的粗粒化不能被视为我们对系统微观状态的细节的无知的表达，而是反映了这样一个事实，即系统的状态是通过仅使用有限数量的比特来完全指定的，正如熵的概念所暗示的那样，它与一个封闭系统可以具有的不同微观状态的数量有关。虽然薛定谔方程所描述的量子力学将后一种说法置于坚实的基础之上，但它无法解释第二定律中固有的不可逆性和随机性。
2014-08-27 cond-mat.stat-mech
Toward a new foundation of statistical thermodynamics
本文提出了一种新的方法，在统计力学中引入时间不可逆性。它是基于一个过渡函数定义的路径积分和验证的时间不可逆方程。我们首先说明动态过程如何进入对平衡态的描述。为了做到这一点，特征时间与闭合路径相关联。对于处于平衡态的大孤立系或与恒温器接触的系统，我们的结果与Gibbs系综方法所得结果一致。对于布朗运动的微观方法中使用的模型，不需要新的基本假设来预测从量子态到表现出时间不可逆行为的经典态的转变。这个演示足以表明，非常公认的近似可以导致一大类系统的时间不可逆行为。强调了我们的工作与系统+水库方法之间的差异。在这里，平衡态和不可逆过程是在同一基础上描述的，代表了统计物理学中时间不可逆性问题的一个进展。过渡函数也用于描述一个没有热力学的小系统。通过在转移函数中加入第二个表征反向运动的转移函数，我们可以描述时间可逆系统。在一个简单的情况下，我们用一个复变函数来代替两个实值过渡函数，验证了一个薛定谔方程。由此我们看到如何打破这个方程的时间可逆性，以及如何从非常基本的观点研究量子力学-热力学之间的联系。
2015-02-27 cond-mat.stat-mech
Error and Disturbance as Irreversibility with Applications: Unified Definition, Wigner--Araki--Yanase Theorem and Out-of-Time-Order Correlator
Graduate School of Information Science and Technology, Hokkaido University（北海道大学信息理工学院）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论数学科学中心（iTHEMS））；Department of Informatics, Faculty of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University（九州大学信息电气工程学院信息系）；JST, FOREST（日本科学技术振兴机构，FOREST计划）
本文提出利用不可逆性定义误差与扰动的框架，通过量子梳结构将测量不可逆性转化为辅助量子比特系统的不可逆性，并揭示不可逆性与非时间序相关子符之间的操作联系。
2026-03-17 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Spontaneous irreversibility and objective thermalization in stochastic modifications of quantum theory
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
通过引入量子理论的随机扩展，使宏观孤立系统客观热化，并满足涨落-耗散关系，实现自发不可逆性和量子-经典交叉动力学。
2026-06-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Lecture Notes on the Statistical Mechanics of Disordered Systems
这本书是对大卫·钱德勒的《现代统计力学导论》（牛津大学出版社，1987年）的补充，这是我在杜克大学化学系教授的一门研究生水平的一学期课程。学生在进入这门课程时，通常需要从本科物理化学的D级课程中获得统计热力学和量子力学的知识。A. McQuarrie & J.D. Simon's Physical Chemistry：A Molecular Approach（University Science Books，1997）.这些笔记向学生介绍了玻璃化的现代处理方法和复制方法，建立在钱德勒教科书八章中所包含的材料和问题的基础上。
2017-05-19 cond-mat.stat-mech
How complex is the quantum motion?
在经典力学中，动力学系统的复杂性由局部指数不稳定性的速率来表征，局部指数不稳定性消除了初始条件的记忆并导致实际的不可逆性。与此形成鲜明对比的是，量子力学似乎表现出对初始状态的强烈记忆。在这里，我们介绍了量子系统的复杂性的概念，并将其与其稳定性和可逆性属性。
2008-11-23 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Basis of Local Approach in Classical Statistical Mechanics
考虑了经典子系统与周围粒子相互作用的系综。在一般情况下，子系统系综的相体积是时间的函数。得到了系综的演化方程，以及这些方程的最简解，这些方程代表了被指定的温度模式的准局域分布。与吉布斯分布不同，与周围粒子的相互作用能出现在分布函数中，这使得平衡情况下的演化和非平衡情况下的波动都成为可能。得到了局部熵的表达式。得到了变熵和环境给热量的精确表达式。利用局域条件分布函数，得到了一个适用于对相互作用系统的两粒子分布函数。分析了由Boltzmann方程推导流体动力学方程的过程。由玻尔兹曼方程得到的流体力学方程是理想液体的方程。讨论了确定性Hamilton系统中随机描述的原因、Poincares递推定理的适用条件以及不可逆性问题。
2009-02-23 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
Experimental determination of irreversible entropy production in out-of-equilibrium mesoscopic quantum systems
通过利用最近提出的框架的玻色子量子系统的热力学不可逆性的推断，我们实验测量和表征的熵产生率在非平衡稳态的两个不同的物理系统-微机械谐振器和玻色-爱因斯坦凝聚体-每个耦合到一个高精谐振腔，因此也受到光损耗。我们设置的关键特征，如机械谐振器的冷却和冷凝物中结构量子相变的特征，都反映在熵产生率中。我们的工作证明了在驱动介观量子系统中探索不可逆性的可能性，并为超越微观极限的熵产生的系统实验评估铺平了道路。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Kinetics, pseudo-kinetics, uncertainty principle and quantum 1/f noise
任意低频的1/f噪声是可逆力学定律所支配的热运动中不可逆性的存在方式。这种说法在统计力学中除了传统的动力学粗糙化之外，没有一次得到证实。在这里我们指出，在量子统计力学的情况下，原则上避免“费米黄金法则”这样的粗糙化是足够的。这意味着要考虑时间-能量不确定原理（经典极限中的时间-频率原理），从而考虑粒子和/或量子的真实碰撞和散射特性的不确定性。我们考虑由此产生的“伪动力学”，并演示它如何产生量子1/f噪声
2019-02-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Modern Coding Theory: The Statistical Mechanics and Computer Science Point of View
这是两位作者2006年7月在Les Houches“复杂系统”暑期学校所作的一系列讲座的笔记。他们提供了现代（概率）编码理论的基本概念的介绍，强调与统计力学的联系。我们还强调与其他学科的共同概念，处理类似的问题，可以被统称为“大型图形模型”。虽然大部分的讲座都致力于简单的无记忆信道的经典信道编码问题，我们提出了一个更复杂的信道模型的讨论。最后，我们概述了该领域面临的主要挑战。
2007-04-22 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Viscosity from Newton to Modern Non-equilibrium Statistical Mechanics
在19世纪下半叶，气体动力学理论可能引发了科学史上最激烈的争论之一。围绕着这个所谓的"可逆性悖论"发生了激烈的争论，它揭示了微观和宏观层面之间明显的不相容性。经典力学通过时间可逆方程描述原子和分子等物体的运动，而热力学则强调宏观现象（如粘性）的不可逆特性。为了调和这两个层次的描述，玻尔兹曼提出了一个概率解释。尽管如此，这样的解释并没有完全说服几代物理学家，因此，自从他的开创性工作以来，这个问题一直活跃在科学界。在这方面，动力系统理论的一个重要突破表明，微观混沌的假设发挥了关键作用，并提供了不可逆性出现的动力学解释。使用粘度作为一个主导概念，我们勾勒出与这个基本问题相关的概念的历史发展，直到最近的进展。在对引入Pollicott-Ruelle共振概念的Liouville方程进行分析之后，两种成功的方法--逃逸率形式主义和流体动力学模式方法--建立了传输过程与底层Hamilton动力学的混沌特性之间的显着关系。
2010-11-02 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
