Single-molecule trajectories of reactants in chemically active biomolecular condensates
本文提出理论框架，揭示相分离凝聚体如何通过非平衡相互作用调控单分子轨迹，产生定向运动与输运，为定量分析提供基础。
2025-03-25 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
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
Inverse Design of Non-Equilibrium Steady-States: A Large Deviation Approach
小尺度非平衡定态的设计是一个具有挑战性的、开放性的问题。虽然类似的平衡问题使用标准热力学是容易处理的，但缺乏对非平衡系统的广义描述，使得设计问题特别困难。在这里，我们表明，我们可以利用布朗粒子的大偏差行为和设计各种几何复杂的稳态密度分布和通量场流。我们实现了这个设计目标，从直接知识的联合大偏差功能的经验密度和流量，和“松弛”算法所需的目标状态，通过可调力场参数。我们通过复制分析结果验证了该方法，并证明了它的能力，以产生复杂的规定的目标，如玫瑰曲线或多边形形状的平面上。我们认为这种动态波动的方法是设计更复杂的NESS的第一步，否则仍然缺乏一般的框架。
2021-01-29 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Reweighting non-equilibrium steady-state dynamics along collective variables
计算机模拟生成复杂系统在单个热力学状态点的微观轨迹。我们最近介绍了一个最大口径（MaxCal）的方法动态重新加权。我们的方法将这些轨迹映射到配置坐标上的马尔可夫描述，并将路径概率重新加权为外力的函数。轨迹概率可以从平衡或非平衡稳态动态地重新加权。随着系统维数的增加，对微轨迹的详尽描述变得令人望而却步-即使使用马尔可夫假设。相反，我们降低了配置空间的维度，以集体变量（CV）。从构型到CV空间，我们定义了来自构型平均平均力的局部熵产生。示出的熵产生是一个合适的约束MaxCal的非平衡稳态表示为CV的函数。我们测试两个系统上的重新加权程序：一个粒子受到二维潜力和粗粒度的肽。我们基于CV的MaxCal方法将动态重新加权扩展到更大的系统，包括静态和动态特性，以及大范围的驱动力。
2021-03-12 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics of non-equilibrium steady states
我们考虑的问题，建立一个热力学理论的非平衡态的稳定状态作为一个正式的扩展的平衡理论。具体来说，研究一个特定的系统，我们试图构建一个现象学理论，描述在操作过程中发生的热量和机械功之间的相互作用，通过该系统经历非平衡稳态之间的过渡。我们发现，与平衡理论的情况相反，显然，在现象学公式中不存在系统的方法来描述系统在这种操作过程中所做的工作。根据这一观察，我们得出结论，试图建立一个类似于平衡理论的非平衡稳态热力学理论的成功前景有限，这种理论的追求应该指向其他地方。
2009-06-11 cond-mat.stat-mech
Fluctuation relations in simple examples of non-equilibrium steady states
我们讨论了非平衡朗之万动力学的简单情况下的波动关系。特别是，我们表明，接近非平衡稳态与非零概率电流的一些这些关系减少到一个修改后的版本的波动耗散定理。后者可以解释为参考系中以概率流确定的平均局部速度运动的类平衡关系。
2008-06-11 cond-mat.stat-mech
The Second Law For the Transitions Between the Non-equilibrium Steady States
我们表明，系统的熵变之间的过渡的非平衡定态任意远离平衡的任何组成过程是由这些定态的分布的相对熵。然后，该表达式被示出与Vaikuntanathan和Jarzynski [EPL 87，60005（2009）]以及Kawai，Parrondo和Van den Broeck [Phys.Rev.Lett. 98，080602（2007）]中所描述的方法。
2012-05-28 cond-mat.stat-mech
Non equilibrium steady states: fluctuations and large deviations of the density and of the current
这些课堂讲稿简要回顾了最近在非平衡现象理论中发展起来的一些方法，如矩阵分析法、可加性原理或宏观涨落理论。他们展示了这些方法如何允许计算的波动和大偏差的密度和电流在非平衡稳定状态的系统，如排斥过程。这些波动和大偏差函数在非平衡稳定状态（例如非高斯波动的密度或非凸性的大偏差函数，它概括了自由能的概念）的性质进行了比较与那些系统在平衡。
2007-03-28 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic formalism and linear response theory for non-equilibrium steady states
数值模拟中输运系数的准确确定在广泛的应用中变得越来越重要。在这里，我们考虑系统的线性响应驱动远离热平衡到一个非平衡的稳态与非零熵产生率。给出了一般响应公式的简单推导。对于马尔可夫过程，我们明确地构造了共轭量，并讨论了它们与已知响应公式的关系。重点放在与热力学势的形式类比和一些后果进行了讨论。
2016-08-04 cond-mat.stat-mech
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
Modified fluctuation-dissipation and Einstein relation at non-equilibrium steady states
从G. S. Agarwal [Zeitschrift für Physik 252，25（1972）]，我们提出了一个统一的推导一些修改的波动耗散关系（MFDR），涉及到响应周围的小扰动非平衡稳态的相关性。使用这种形式主义，我们表明使用连续朗之万和离散主方程动力学导出的MFDR的速度形式的等价性。由此产生的添加剂修正爱因斯坦关系的例子使用闪烁棘轮模型的分子马达。
2012-01-22 cond-mat.stat-mech
The non-equilibrium steady state of sparse systems with nontrivial topology
研究了多连通系统在稀疏扰动作用下的稳态问题。原型的例子是一个$N$ -网站环耦合到一个热浴，由一个固定的源，诱导过渡与日志宽分布的速率。产生由驱动强度控制的感应电流，并且在能量吸收率的表达式中出现相关联的拓扑项。由于稀疏性，从线性响应到饱和的交叉由中间状态介导，其中电流在$\sqrt{N}$中呈指数小，这与Sinai关于“随机环境中的随机游走”的工作有关。
2012-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Imitating non-equilibrium steady states using time-varying equilibrium force in many-body diffusive systems
研究了一般多体扩散系统中受时变保守力驱动的非平衡定态（NESS）与受时变保守力驱动的随机泵（SP）之间的等价性。当用SP时均粒子模拟NESS的粒子密度和粒子流时，只要粒子流的电导率是粒子密度的凹函数，我们证明了NESS的熵产生率总是大于SP的熵产生率.搜索一个SP协议，饱和的熵产生界揭示了一个意想不到的连接与交通波，其中一个高密度区域传播的粒子电流的方向相反。
2019-04-26 cond-mat.stat-mech
Momentum transfer in non-equilibrium steady states
当布朗物体在非平衡条件下与非相互作用的气体粒子相互作用时，与布朗运动相关的能量耗散会在物体上产生一个附加力，即“动量传递缺陷”。首先用一个新的NESS模型证明了这一原理，然后将其应用于几个已知的模型，如绝热活塞，对这些模型缺乏简单的解释。
2012-02-13 cond-mat.stat-mech
Non-Equilibrium Steady States for Networks of Oscillators
由谐波和非谐波弹簧连接的振荡器（质量）链的非平衡稳态，并与不同温度下的热浴相互作用，一直是几项研究的主题。在本文中，我们将展示一些结果如何扩展到更复杂的网络。我们建立了非平衡稳态的存在性和唯一性，并表明系统以指数速率收敛到非平衡稳态。参数是基于在无穷远的潜力的可控性和条件。
2018-05-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropy production in the non-equilibrium steady states of interacting many-body systems
熵产生是非平衡定态最重要的特征之一。本文研究了两类重要的非平衡系统：输运系统和反应扩散系统的稳态熵产生，包括在短时间和长时间极限下的熵产生。本文讨论了平均熵产生率和熵产生的大偏差函数对描述相互作用多体系统非平衡定态的有用性。我们发现，大偏差函数显示扭结状功能在零熵产生，这是类似于观察到的单个粒子驱动沿周期性的潜力。这种扭结是由熵产生的概率分布满足的详细涨落定理的直接结果，因此是相应的大偏差函数的一般特征。
2011-01-24 cond-mat.stat-mech
Asymptotic non-equilibrium steady state operators
本文提出了一种计算非平衡稳态量子系统渐近算符的方法。渐近稳态算子是通过在无限长时间内平均海森堡表示中的相应算子而获得的。几个例子被认为是证明我们的方法的效用。我们的方法内得到的结果进行了比较，在Schwinger-Keldysh非平衡格林函数。
2009-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Work, work fluctuations, and the work distribution in a thermal non-equilibrium steady state
长程相关普遍存在于非平衡流体系统中。在由温度梯度引起的非平衡稳态的情况下，相关性特别长范围和强。预测存在于这些系统中的异常光散射被大量实验充分证实。最近，由于这些波动或相关性而产生的卡西米尔力或压力已被详细讨论。本文引入了Casimir功的概念，提出了一种测量非平衡Casimir力的新方法。特别是，非平衡卡西米尔力与非平衡热有关，而不是像平衡时那样与平均能量的体积导数有关。非平衡工作波动的确定和显示是非常异常的平衡工作波动相比。计算了非平衡功分布，并与短程关联系统中的功分布进行了对比。同样，这两种情况也有明显的不同。非平衡稳态下的功和功分布的正式理论还不够明确，无法说明这些有趣的特征。
2016-11-20 cond-mat.stat-mech
Chirality, causality, and fluctuation-dissipation theorems in non-equilibrium steady states
一些量子霍尔液体和许多其他系统的边缘表现出手性传输：激发只能在一个方向上传播，例如，顺时针。我们推导出了这类手征系统在非平衡定态下的涨落耗散关系。这些定理将非线性响应与远离热平衡的涨落联系起来，并且只在手征输运的情况下成立。它们可用于检测体系的手性或非手性性质。
2013-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Far-from-Equilibrium Distribution from Near-Steady-State Work Fluctuations
非平衡统计力学的一个长期目标是将玻尔兹曼分布的概念力量扩展到驱动系统。我们报告在实现这一目标方面取得的一些新进展。我们不是用热平衡附近的扰动来描述非平衡稳态分布，而是从观测量关于其稳定不动点的线性化驱动动力学出发，并扩展在远离不动点的典型波动过程中遇到的非线性的强度。这种展开式中的第一项保留了关于平衡的已知展开式的简单性，但即使在强驱动下也可以正确地描述某类系统的统计。我们说明了这种方法与剪切布朗胶体的数值模拟，在那里我们发现，在我们的扩展的前两项足以占剪切稀化行为在高剪切速率的比较。
2015-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Exact results for a simple epidemic model on a directed network: Explorations of a system in a non-equilibrium steady state
受非平衡统计力学（NESM）中基本问题的启发，我们在一个理想化的、简单的环境中研究了古老的传染病模型。使用蒙特卡罗和分析技术，我们考虑一个完全连接的，单向网络的奇数个节点，每个有一个相等数量的入度和出度。在高感染率的标准SIS动态下，该系统进入主动非平衡稳态。我们找到确切的概率分布，并探讨其对NESM的影响，如持续的概率电流的存在。
2014-08-30 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium steady states of stochastic processes with intermittent resetting
随机重置为初始条件的随机过程是研究非平衡稳态的一个展示。然而，所有现有的结果已被限制到无记忆复位协议的特殊情况。在这里，我们得到了一般的解决方案，其中重置事件之间的等待时间是从任意分布的进程的分布。这使得调查更广泛的一类更现实的过程。作为一个例子，我们的结果被应用于分析的效率的约束随机搜索过程。
2015-10-27 cond-mat.stat-mech
Noise induced oscillations in non-equilibrium steady state systems
我们考虑了随机源对自组织过程的影响，自组织过程随着极限环的产生而开始。将所得的一般表达式应用于随机Lorenz系统，证明了在主变量时间变化特征尺度之间存在一定关系时，偏离平衡定态可以破坏极限环。如果最快的变化显示一个主变量，这是耦合到两个不同的自由度或更多的噪声引起的共振有关的极限环。
2009-03-18 cond-mat.stat-mech
Contrasts between Equilibrium and Non-equilibrium Steady States: Computer Aided Discoveries in Simple Lattice Gases
一个世纪以前，平衡统计力学的基础已经奠定。对于与热浴平衡的系统，通过玻尔兹曼因子exp{-H[C]/kT}，可以了解在任何微观构型C中找到系统的概率。相比之下，除了某些特殊情况，我们对相应的概率知之甚少，如果同一个系统与一个以上的能量库接触，那么即使在稳定状态下，也有恒定的能量通量通过我们的系统。这些非平衡稳态显示出许多令人惊讶的性质。特别是，即使是对伊辛模型最简单的概括，也会提供大量意想不到的现象。大多数是通过蒙特卡罗模拟发现的，一些新的性质被理解，而许多仍然无法解释。一个简短的回顾和一些最近的结果将被提出，突出了鲜明的对比之间的平衡伊辛系统和这个非平衡对应。
1999-06-24 cond-mat.stat-mech
Coexisting Ordered States, Local Equilibrium-like Domains, and Broken Ergodicity in a Non-turbulent Rayleigh-Bénard Convection at Steady-state
基础物理学，特别是热力学的一个挑战是理解远离平衡态的系统中的涌现秩序。当处于平衡时，温度起着关键热力学变量的作用，其在空间和时间上的均匀性定义了系统所处的平衡态，但在远离平衡的驱动系统中情况并非如此。当能量在稳态下流过有限系统时，温度呈现出与时间无关但空间变化的特征。在这项研究中，在稳态的Rayleigh-B{é}nard流体单元的对流模式被用作原型系统的温度分布和波动的时空测量。热数据是通过对对流系统进行高分辨率实时红外量热来获得的，因为当施加功率时，对流系统首先被驱动出平衡，达到稳态，然后当功率被移除时，对流系统逐渐松弛回到室温平衡。我们的研究提供了新的实验数据的非平凡性质的热波动时，稳定的复杂的对流结构出现。这些对流单体在稳态下的热分析进一步产生局部平衡样统计。总之，这些结果与对流单体的空间有序性与系统的温度流形的演变。
2019-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Geometric view of stochastic thermodynamics for non-equilibrium steady states
我们探讨的想法，非平衡稳态打破细致平衡的变形轨迹（线的时空）已被采样在一个参考系与随机动力学服从细致平衡，我们要求的工作需要执行这项任务。这些几何变形不是任意的，而是通过与环境的相互作用而产生的，或者是通过外部代理对守恒量的操纵，或者是通过它们与工作库的交换。这种观点允许一致的模型打破细致平衡和伴随的熵产生没有非保守力，并系统地扩展热力学系综的概念，非平衡稳态。我们说明了这种方法的实用性，将其应用到悬浮液的活性胶体颗粒，并推导出其一致的运动方程。
2018-04-15 cond-mat.stat-mech
Dynamic Relaxation of a Levitated Nanoparticle from a Non-Equilibrium Steady State
涨落定理是热力学在小尺度上的推广，为描述非平衡纳米尺度系统中热力学量的涨落提供了工具。它们对于理解基本化学和生物过程中的不可逆性和第二定律特别重要，这些过程是主动驱动的，因此远离热平衡运行。在这里，我们应用涨落定理的框架来研究系统从非平衡态向平衡态弛豫的重要情况。使用真空捕获的纳米粒子，我们证明了实验的有效性的波动定理的相对熵的变化发生在从非平衡稳态松弛。该平台可以对任意定态的非平衡态涨落定理进行实验研究，并可以扩展到量子涨落定理以及不服从细致平衡的系统。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Evidence of local equilibrium in a non-turbulent Rayleigh-Bénard convection at steady-state
将平衡热力学原理扩展到非平衡系统的方法是基于局部平衡假设。然而，由于缺乏足够的实验证据，局部平衡的先验假设的有效性受到质疑。在本文中，我们提出了一个纯热力学研究的非湍流瑞利-贝纳德对流在稳态的实验结果，以验证局部平衡假设的有效性。稳态的非湍流瑞利-贝纳德对流是一个极好的“模型热力学系统”，在该系统中，局部测量不能传达宏观热力学景观中存在的空间不均匀性的全貌。事实上，对流的开始导致空间稳定的热和冷域的出现。我们的研究结果表明，这些领域，而打破宏观上的空间对称性，保持它的局部表现出室温平衡的统计。此外，紧急热通量的作用进行了研究，并观察到的热通量和外部驱动力之间的线性关系的热对流的发病。最后，这些结果的理论和概念的影响进行了讨论，开辟了新的途径，在研究非平衡稳态，特别是在复杂的，软的，和活性物质系统。
2022-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Comments on "On the application of the Gallavotti--Cohen fluctuation relation to thermostatted steady states near equilibrium"
cond-mat/0312353的各种版本讨论了我和同事在过去十年中获得的结果。我收到了对该文件发表评论的请求，这里收集了评论意见，包括我在讨论过程中试图指出的一些意见，这些意见可以在http://ipparco.roma1.infn.it网页上找到。
2004-02-27 cond-mat.stat-mech
Full-order fluctuation-dissipation relation for a class of non-equilibrium steady states
最近，在马尔可夫链蒙特卡罗方法的背景下，通过破坏细致平衡来加速松弛向固定的平稳分布。受这一结果的启发，通过使用指数力和旋转非保守力，制定了违反朗之万动力学细致平衡的系统方法。本文着重指出这种特殊的非保守力与平衡态中总热量的大偏差有关。对这些非保守力的响应可以用平衡态总热的内禀涨落来描述。因此，波动耗散关系的非平衡稳态推导而不求助于线性响应近似。
2015-06-01 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium steady state and induced currents of a mesoscopically-glassy system: interplay of resistor-network theory and Sinai physics
我们介绍了一个明确的解决方案的非平衡稳态（NESS）的环，耦合到一个热浴，并由外部热源与日志宽分布的耦合。具有几十年的时间尺度类似于玻璃态系统。因此，有一个广泛的驱动强度的NESS就像一个随机步行者在一个有偏见的布朗景观。我们调查的感应电流$I$的统计结果。对于一个单一的环，我们讨论了如何$sign(I)$波动的驱动强度的增加，而对于环的合奏，我们突出了西奈半岛物理学的指纹上的$abs(I)$分布。
2013-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Out-of-equilibrium energy flow and steady state configurations in AdS/CFT
利用AdS/CFT对应研究了强耦合系统中的非平衡能流。特别是，我们描述了一个稳定的状态连接两个渐近平衡系统的外观。我们得到的线性响应范围内的结果。
2015-10-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-ph
Steady-State Equilibrium and Nonequilibrium Noisy Network Dynamics
National Central University（国立中央大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
研究网络在稳定无噪声稳态附近的涨落动力学，识别非平衡动力学的起因，推导平衡条件，分析非平衡稳态（NESS）动力学，并建立与过阻尼布朗动力学的联系。
2026-06-09 cond-mat.stat-mech
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
Quantum Non-Equilibrium Steady States Induced by Repeated Interactions
我们研究了一个有限的XX链耦合在其边界的量子水库的自由自旋相互作用一个接一个的链的稳态。精确计算了两点关联，结果表明，稳态完全由磁化曲线和相关电流表征。除边界位置外，磁化强度由储层磁化强度的平均值给出。与储层磁化强度的差异成比例的稳态电流显示出相对于系统-储层耦合强度的非单调行为，对于有限的耦合值具有最佳电流状态。此外，我们表明，稳定状态可以描述的广义吉布斯状态。
2009-04-22 cond-mat.stat-mech
Experimental verification of a modified fluctuation-dissipation relation for a micron-sized particle in a non-equilibrium steady state
通过研究在环形光阱中运动的胶体粒子的位置涨落，实验验证了非平衡稳态下修正的涨落耗散定理. NESS是通过旋转激光束产生的，该激光束在颗粒上施加正弦保守力加上恒定的非保守力。MFDT被证明是完美的实验数据验证。它可以被解释为一个平衡的波动耗散关系的平均局部速度的拉格朗日框架中的粒子。
2009-06-23 cond-mat.stat-mech
Dissipative symmetry breaking in non-equilibrium steady states
耗散和对称性破缺之间的联系是统计物理学中一个长期存在的谜。它与寻求非平衡泛函密切相关，该泛函的最小化给出了非平衡稳态（NESS）。写下这样一个功能，我们表明，在加性噪声的存在下，任何NESS的特点是最小熵产生兼容的最大耗散沿周期的轨迹空间。这一结果揭示了过剩熵产生原理和手征对称性打破平衡的开始，表明管家耗散与在优先方向上执行循环的趋势有关。最后，当乘性噪声存在时，我们发现非平衡泛函有两个耗散的破环贡献，一个来自循环，另一个来自热致发光效应。我们的框架铺平了道路，以了解选择现象的非平衡耗散驱动的破坏过程。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech
Cumulants and large deviations of the current through non-equilibrium steady states
利用对与两个温度不等或密度不等的水库接触而保持不平衡的系统的细致平衡的推广，我们恢复了电流大偏差函数的涨落定理。对于大的扩散系统，我们展示了如何使用简单的可加性原理计算电流的大偏差函数。在宏观涨落理论的框架下，讨论了这种可加性原理的有效性和相变的发生。
2007-04-20 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium steady state in the hydro regime
本文研究了两个不同温度的系统在热接触时产生的非平衡定态的存在性和性质。我们用一般状态方程解决了用理想流体的能量-动量描述的相对论系统的问题。特别是，我们研究了几个简单的例子：一个水与线性EOS，全息CFT扰动相关运营商和正压流体，即，P = P（E）。我们的研究表明，稳态的形成是一个普遍的结果，水文制度，无论是什么样的流体。
2015-11-20 cond-mat.stat-mech hep-th
Anomalous relaxation from a non-equilibrium steady state: An isothermal analog of the Mpemba effect
Mpemba效应表示一种异常弛豫现象，其中最初处于高温的系统比在较低温度下开始的系统冷却得更快。我们引入一个等温模拟这种效果的系统准备在一个非平衡的稳定状态，然后朝着平衡放松。在这里，驱动强度，它决定了初始的非平衡稳态，在原始版本中的温度的作用。作为一个范例，我们考虑一个粒子最初驱动的非保守力沿一维周期势。我们表明，从一个强驱动的初始状态的非对称势弛豫比从一个更弱的驱动至少为两个可能的驱动方向之一。这些结果首先通过微扰理论得到的潜力的强度，然后通过拓扑参数扩展到任意强度的潜力。
2022-07-07 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium steady-states of memoryless quantum collision models
我们研究了由无记忆（马尔可夫）量子碰撞模型描述的开放系统动力学所产生的稳态性质，对应于超强耦合制度中的主方程。通过仔细评估的工作成本的开关系统的环境相互作用，我们表明，只有一个耦合哈密顿的能量保持形式的驱动系统的热平衡，而任何其他的相互作用导致非平衡的稳态，由稳态电流的支持。这些电流提供了家务劳动和热量的一个整洁的例子。此外，我们的特征的系统与环境的相互作用，驱动系统的稳定状态表现出一致性的能量本征基的具体形式，从而产生家庭的状态是非被动的。
2020-05-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic reweighting for non-equilibrium steady states dynamics
计算机模拟在一个单一的、定义明确的热力学状态点生成轨迹。统计重新加权提供了通过解析关系将静态和动态性质重新加权到不同平衡态点的手段。我们将这些想法扩展到非平衡稳态依赖于最大路径熵形式主义的物理约束。随机热力学分析地将通过外部非保守力的任何路径的前向和后向概率联系起来，使得在平衡和平衡之外都能够重新加权。我们避免了组合爆炸的微轨迹系统地构建通过马尔可夫过渡的途径。我们进一步确定了一个数量是不变的动态重新加权，类似于平衡态的密度重新加权。
2019-07-19 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
On the Application of the Gallavotti-Cohen Fluctuation Relation to Thermostatted Steady States Near Equilibrium
Gallavotti-Cohen涨落定理（GCFT）的涨落关系涉及耗散可逆动力系统相空间压缩率的涨落。它已被证明为Anosov系统，但预计将更普遍地应用。这就提出了一个问题，即哪些非Anosov系统满足涨落关系。我们分析了一类处于平衡态或近平衡稳态的N粒子系统的相空间压缩率随时间的涨落。这一类不包括Anosov系统或等能系统，然而，它包括在现实系统的分子动力学模拟中考虑的大多数稳态系统。我们认为，这些系统的相空间压缩率的波动或接近平衡不满足GCFT的波动关系，虽然差异变得有点小，从平衡的系统进一步移动。相比之下，适当定义的耗散函数的类似波动关系似乎保持接近和远离平衡。
2005-04-20 cond-mat.stat-mech
Network inference in the non-equilibrium steady state
非平衡系统缺乏一个明确的表征其稳定状态一样，玻尔兹曼分布的平衡系统。当模型的动态缺乏细致平衡时，这对模型参数的推断具有严重的后果。这种非平衡系统自然地出现在神经网络或基因调控网络等应用中。在这里，我们专注于范式非对称伊辛模型，并表明，我们可以学习它的参数从独立的非平衡稳态样本。我们提出了一个精确的推理算法和计算更有效的，近似算法的基础上系统的扩展周围的平均场论的弱相互作用。获得表达式的磁化，两点和三点自旋相关性，我们建立，这些可观的是足以推断模型参数。此外，我们讨论的对称性特征的不同的顺序的平均场周围的扩展，并显示如何不同类型的动态可以区分的基础上，从非平衡稳态的样本。
2016-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A unified approach to the derivation of work theorems for equilibrium and steady-state, classical and quantum Hamiltonian systems
我们提出了一个统一的和简单的方法来推导工作定理的经典和量子哈密顿系统，无论是在平衡条件下，并在一个稳定的状态。在整个文件中，我们采用了分区的总哈密顿系统的一部分，浴的一部分，和他们的耦合。我们重新推导了文献中已有的许多等式，并得到了非平衡经典和量子系统的一些新的等式。我们的研究结果可以用于确定配分函数和（广义）自由能通过模拟和/或测量非平衡系统。
2008-07-30 cond-mat.stat-mech
Matrix product simulations of non-equilibrium steady states of quantum spin chains
采用含时密度矩阵重整化群方法和矩阵乘积方法，显式计算了几个可积和不可积量子自旋链的非平衡定态密度算符，这些自旋链通过两端与外浴的马尔可夫耦合而远离平衡态.有人认为，即使时间演化不能有效地模拟，由于快速纠缠增长，在平衡和平衡外的稳态通常可以准确地近似，所以长度为n ~ 100的链是可访问的。我们的结果表明，通过执行显式模拟的稳定状态和计算的能量/自旋密度/电流在几个问题的热量和自旋输运的量子自旋链。在更大的系统上以高精度重新证实了量子混沌与正常输运之间的关系。
2008-12-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Temperature of a Hamiltonian system given as the effective temperature of a non-equilibrium steady state Langevin thermostat
在远离平衡的非平衡稳态（NESS）中，已知违反了爱因斯坦关系。然后，将扩散系数与迁移率之比称为有效温度，并且已经在若干工作中研究了该有效温度的物理相关性。虽然物理上的相关性还不完全清楚，但已经发现，在NESS中有效温度的作用在许多方面确实类似于平衡系统中的温度。在本文中，我们找到了进一步的证据，建立这种类比。我们采用一个非平衡Langevin系统作为一个哈密顿系统的恒温器，发现这个哈密顿系统的动力学温度等于恒温器的有效温度。
2007-11-07 cond-mat.stat-mech
Quantum phase transition in a far from equilibrium steady state of XY spin chain
利用量子化的Fock空间的运营商，我们计算的非平衡定态在一个开放的海森堡XY自旋1/2链有限，但大尺寸耦合到马尔可夫浴在其两端。数值和理论的证据给出了一个远离平衡态的量子相变与自旋-自旋关联函数的长程序的自发出现，其特征在于从饱和过渡到线性增长的纠缠熵的大小在算符空间。
2008-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Landau Theory for Non-Equilibrium Steady States
我们研究如何在非平衡稳定状态的系统接近连续相变仍然可以描述的朗道潜力，如果放弃了假设的解析性。在同时耦合到不同温度下的几个浴的系统中，非分析势产生于浴的不同态密度。在周期性驱动耗散系统中，多个浴槽的作用是通过单个浴槽以驱动频率的不同谐波传递能量来发挥的。的平均场临界指数变得依赖于两个最奇异的浴的低能量功能。我们提出了一个超越平均场的扩展。
2020-04-13 cond-mat.stat-mech
Time-reversal symmetry and fluctuation relations in non-equilibrium quantum steady states
本文从时间反演对称性出发，给出了非平衡量子系统中稳态大偏差函数涨落关系的一个简单推导。我们进一步表明，纯传输的条件意味着扩展的波动关系，连接大偏差函数的平均电流在移动的温度和化学势。我们在各种例子中说明这些概念，包括相互作用的共振能级模型和共形或可积模型。
2013-09-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Minimisation of a Free-Energy-Like Potential for Non-Equilibrium Systems at Steady State
本研究探讨了一种新的非平衡态热力学，它给出了一个条件推导的“最大熵产生”（MEP）的流动和/或化学反应系统在稳态的原则。分析使用无量纲势函数$ϕ_{st}$的非平衡系统，类似于平衡热力学的自由能概念。自发减少$ϕ_{st}$产生的“通量熵”的系统的增加-通量的可变性的措施-或在当地的熵生产;有条件地，取决于通量熵的行为，制定减少到MEP原则。推断的稳定状态也表现出高的变化，其瞬时通量和速率，与所观察到的行为的湍流流体流动，热对流和生物系统相一致;一个后果是能源生产者和消费者在生态系统中共存。并对达到稳态的不同途径进行了分类。
2009-08-17 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
On the Fluctuation Law(s) for Hamiltonian systems (with equilibrium steady state): A Comment on cond-mat/0008421
本文简要地讨论了Evans，Cohen和Morriss于1993年提出的关于非平衡稳态的涨落定律（FL）（“定理”）对Evans，Searles和Mittag最近发表的关于平衡稳定态的混沌Hamilton系统（cond-mat/0008421）的推广。我们认为，这一法律的物理意义，在后者的出版物，是从原来的性质不同。也就是说，原来的FL关注的地方（在时间上）波动与一个有趣的结果：一个高概率的“违反”的第二定律。相反，新定律描述的是全球波动，而这种显著的意外现象是不存在或隐藏的。我们比较这两种类型的两类哈密顿系统，并讨论显着的相似之处，以及有趣的区别。
2000-09-08 cond-mat.stat-mech
Steady-state distribution function for a gas of independent electrons far from equilibrium
在固定矩的约束下，利用熵产生率最小化方法，得到了独立电子气与处于局部热平衡的介质相互作用的准定常非平衡分布函数.结果不限于平衡附近的区域（线性响应），并提供了一个封闭的相关的广义流体动力学方程的电子气的任意数量的时刻。除了访问远离平衡态，该方法提供了一个有用的描述介观导体中的半经典输运，特别是因为宏观接触可以自然地考虑。
2009-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
The number statistics and optimal history of non-equilibrium steady states of mortal diffusing particles
假设一个位于$x=0$的点状稳定源将粒子注入一条半无限长的直线。粒子扩散并死亡。在很长一段时间内，一个非平衡的稳定状态开始出现，我们假设它涉及许多粒子。如果粒子是非相互作用的，它们的总数$N$在稳定状态下是泊松分布的，平均$\bar{N}$是从确定性反应扩散方程预测的。在这里，我们确定最有可能的密度历史，这个驱动系统的条件下观察一个给定的$N$。我们还考虑了两个典型的例子\emph{interacting}扩散粒子：（一）一个家庭的致命的扩散晶格气体与恒定的扩散率（如所示的简单的对称排斥过程与致命粒子），和（ii）随机游走，可以湮灭对。在这两个例子中，我们计算$N$的（非泊松）平稳分布的方差。
2015-03-27 cond-mat.stat-mech
