An expression for stationary distribution in nonequilibrium steady state
我们研究了一般随机系统中实现的非平衡稳态,该系统连接到多个热浴和/或由外力驱动。从详细的波动定理出发,我们推导出简明和建议的表达式,相应的固定分布是正确的热力学力的二阶。微观状态$η$的概率与$\exp[Φ(η)]$成比例,其中$Φ(η)=-\sum_kβ_k\mathcal{E}_k(η)$是过量熵变。这里,$\mathcal{E}_k(η)$是来自第$k$个热浴的过量热传递的两种调节路径集合平均值之间的差,第$k$个热浴的逆温度是$β_k$。我们的表达式可以在实验中验证实现的非平衡态,例如,在介观系统。
2007-08-23 cond-mat.stat-mech
On the nonequilibrium relation between potential and stationary distribution for driven diffusion
本文研究了非平衡过阻尼扩散过程中外加势与相应定态占位之间的关系。这种关系通常成为长期导致全球变化的相对密度时,潜在的局部扰动,相反,我们发现,需要完全重新安排的潜力,以创造一个局部变化的密度。直接的问题,即确定密度作为势的函数,属于非平衡响应理论。在动力学涨落的研究中,自然会出现确定产生给定平稳分布的势的逆问题。这种联系的波动理论的结果在一个固定的密度在一个给定的潜在的变分表征,反之亦然。
2009-05-12 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
Entropy of stationary nonequilibrium measures of boundary driven symmetric simple exclusion processes
本文研究了边界驱动对称简单排斥过程的定态非平衡测度的熵。与Gibbs-Shannon熵\cite{B, DLS2}不同,非平衡定态的熵不同于局域平衡态的熵。
2011-05-03 cond-mat.stat-mech math.PR
Nonequilibrium stationary states with Gibbs measure for two or three species of interacting particles
我们构造了两种和三种相互作用粒子的一维驱动扩散系统的明确例子,定义不服从细致平衡的不对称动力学规则,但其非平衡定态测量符合规定的平衡吉布斯测度。为了简单起见,在这个构造中考虑的措施只涉及最近邻相互作用。对于两个种群,所得到的动力学一般有五个自由参数,一般不服从两两平衡。后一性质仅由完全非对称动力学和具有均匀偏置的部分非对称动力学满足,即,Katz、Lebowitz和Spohn最初考虑的案例。对于三种相互作用粒子,当同种粒子间存在最近邻相互作用时,所得到的完全非对称动力学具有两个自由参数,并服从两两平衡。这些模型与其他驱动扩散系统的例子放在一起。新出现的图片是,非对称(非平衡)随机动力学导致一个给定的定态测量是远远更多的限制(在自由参数的数量)比相应的对称(平衡)动态。
2006-08-11 cond-mat.stat-mech
Stationary Nonequilibrium States in Boundary Driven Hamiltonian Systems: Shear Flow
我们研究了具有特定势的按哈密顿动力学运动的粒子系统的定常非平衡态。系统被麦克斯韦恶魔在墙上的“反射规则”驱离平衡。这些确定性规则保存能量但不保存相空间体积,并且所得到的全局动力学可能是或可能不是时间可逆的(甚至是可逆的)。利用设计来模拟移动壁的规则,我们可以得到一个定常剪切流。假设对于宏观系统,这种流动满足纳维-斯托克斯方程,我们比较流体动力学熵产生与相空间体积压缩的平均速率。我们发现,当入射到壁面上的粒子的速度分布是局部麦克斯韦分布时,它们是相等的。一个论点,这种一般平等的基础上,假设当地的热力学平衡,给出。分子动力学模拟硬盘在一个通道中产生一个稳定的剪切流与预测的行为。
1997-03-10 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Transport of Quantum Molecular Chain in terms of the Complex Liouvillian Spectrum
从理论上研究了分子链在非平衡定态下的输运过程。分子在其两端与具有不同温度的热浴相互作用,而分子链内部不包含耗散机制。我们首次用Liouvillian复谱表示得到了Hilbert空间外的非平衡定态。通过动力学方程的碰撞不变量,得到了Liouvillian的本征态,即非平衡定态。Liouvillian的本征态包含了分子链和热浴之间的空间相关性信息。在非平衡态下,由一阶关联引起的能流可用Landauer公式描述,而由二阶关联引起的粒子流则不能用Landauer公式描述。该方法为非平衡条件下分子链的能量输运提供了一种简单而有前景的方法。
2010-12-09 cond-mat.stat-mech
Thermal measurements of stationary nonequilibrium systems: A test for generalized thermostatistics
我们表明,一个气体温度计与一个静态的经典系统的热(玻尔兹曼)平衡接触的演变,在非常一般的条件下,向一个状态,其特征在于由列维速度分布。我们的方法是基于一个动力学方程,适用于广泛的一类模型的系统温度计的相互作用。结果澄清的作用,非指数能量分布的玻尔兹曼分布的系统中,通常制定的热统计学可能不适用的可能概括。特别是,他们表明,从Tsallis的非广延形式主义的幂律分布是无关的温度计的定态,从而无法给出一个一致的描述系统温度计平衡。我们指出需要一个广义的热统计制定能够给一个统一的框架,列维和麦克斯韦分布。
2003-07-16 cond-mat.stat-mech
A possible classification of nonequilibrium steady states
我们提出了一个一般的分类非平衡稳态的平稳概率分布和相关的概率流。静态概率可以用图理论表示为有向标记树;在这样的图中关闭一个循环会导致概率流的表示。这种分类使我们能够识别所有的选择的过渡率,基于一个主方程,产生相同的非平衡稳态。我们探讨这种自由的含义,例如,熵的产生。
2006-05-11 cond-mat.stat-mech
Characterising the nonequilibrium stationary states of Ornstein-Uhlenbeck processes
本文研究了一类含$N$自由度的一般多元Ornstein-Uhlenbeck过程的非平衡定态。过程的不可逆性被编码在昂萨格矩阵的反对称部分中。朗之万方程的线性性使我们能够根据后一矩阵推导出许多感兴趣的量的封闭形式表达式,包括熵产生率和波动耗散比矩阵。然后,通过两类系统来说明这种一般设置。首先,我们考虑一维铁磁高斯自旋模型赋予的随机动力学的空间不对称性的结果在不可逆性。环上的定态与不对称参数无关,而开链上的定态则连续地依赖于不对称参数。对有限尺寸效应,特别是临界点附近的有限尺寸效应也给予了很大的关注。其次,我们考虑阵列的磁阻耦合电路。的熵产生率的评价在政权的电阻器的局部温度有小的波动。对于$RL$网络,熵产生率随着阵列的大小线性增长。对于$RC$网络,预测了违反扩展性的二次增长律。
2018-12-18 cond-mat.stat-mech
Mutual Linearity in Nonequilibrium Langevin Dynamics
University of North Carolina-Chapel Hill(北卡罗来纳大学教堂山分校)
本文研究非平衡系统对扰动的响应,建立非平衡过阻尼 Langevin 系统中的相互线性性理论,揭示了连续系统中稳态密度与稳态态电流观测量之间的线性关系,并展示了其在非稳态弛豫过程中的鲁棒性。
2026-05-08 cond-mat.stat-mech
Universal tradeoff relation between speed, uncertainty, and dissipation in nonequilibrium stationary states
King’s College London(伦敦国王学院)
该研究推导了非平衡定态中随机流首达时间矩的普适热力学下界,揭示速度、不确定性与耗散的权衡关系,近平衡符合Van't Hoff-Arrhenius定律,远平衡给出速率过程普适速度极限,且熵产生流时界取等号。
2026-08-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Thermodynamics
现代动力学系统的各个方面:研究非平衡定态热力学的方法,注意统计力学开始时产生的原始概念
2019-01-25 cond-mat.stat-mech
Signals of Detailed Balance Violation in Nonequilibrium Stationary States: Subtle, Manifest, and Extraordinary
本文研究非平衡定态中细致平衡破缺的信号,提出利用概率角动量和时间反演不对称性检测非平衡特征,并通过模拟验证方法的有效性。
2024-02-22 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium stationary state for a damped rotator
随机力作用下受转矩和摩擦力作用的转子非平衡稳态的微扰构造
2013-10-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quasi-potentials in the Nonequilibrium Stationary States or a method to get explicit solutions of Hamilton-Jacobi equations
我们假设一个系统在介观尺度描述的场$ϕ(x,t)$的朗之万方程的白噪声,其强度由一个参数$1/\sqrtΩ$控制的演变。在小噪声极限($Ω\rightarrow\infty$)下的系统定态分布具有$P_{st}[ϕ]\simeq\exp(-ΩV_0[ϕ])$的形式,其中$V_0[ϕ]$称为{ \it准势}。$V_0$是Hamilton-Jacobi方程的未知数。因此,$V_0$可以被写为沿着路径计算的动作,该路径是通常不能显式求解的汉密尔顿方程的解。本文提出了一种理论方案,建立一个合适的规范变换,使我们能够这样做的整合变形成一条直线的原始路径。我们表明,这是可以做到的,当一组条件的规范转换和模型的动态满足。在这种情况下,我们可以用代数方法得到拟势。我们将该格式应用于扩散和反应扩散系统等几个一维非平衡模型。
2021-11-04 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
A Unified Nonequilibrium Framework: Thermodynamic Distance, Dissipation, and Stationary Laws via Effective State Count, Variational Stationarity, and Thermodynamic Bounds
本文提出一个基于有效态计数的非平衡热力学变分框架,定义热力学距离并分解熵产生,导出涨落对称性与热力学界。
2025-09-10 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium phase transitions and stationary state solutions of a three-dimensional random-field Ising model under a time dependent periodic external field
在基于退耦近似(DA)的有效场论(EFT)框架内,分析了周期振荡无规场作用下动力学伊辛模型的非平衡行为和动态相变性质.利用Glauber型随机过程求解了简单立方晶格($q=6$)运动方程。正弦振荡磁场的振幅根据双峰和三峰分布函数随机分布在晶格位置上。对于双峰型振幅分布,在高频区,系统在温度-场振幅平面上的动态相图与纯动力学伊辛模型的相图相似。我们的数值计算结果表明,双峰分布,无论是在低,高频率制度,动态相图总是表现出共存区域中的系统的定态(ferro或para)是完全依赖于初始条件,而对于三峰分布,共存区域消失取决于系统参数的值。
2012-03-24 cond-mat.stat-mech
Entropy production in nonequilibrium thermodynamics: a review
如果系统可以经历涉及静态非平衡的变换,那么熵可能是一个定义不好的概念。它可能类似于在非等容(即涉及机械功)的变换中的热含量(曾经被称为“热量”):它可能只是一个可以传递或产生的量,就像平衡中的热一样。本文首先回顾了最近提出的非平衡稳态系统熵产生定义背后的哲学。通过定态的变分性质来定义定态熵的详细技术尝试如下:结果的不令人满意的方面增加了赞成不存在状态函数的论据,以确定熵;同时出现了相空间收缩的新方面和性质。
2004-04-29 cond-mat.stat-mech
Stationary and Nonequilibrium Fluctuations in Boundary Driven Exclusion Processes
证明了边界驱动对称简单排它过程的非平衡涨落。我们从这个结果推出平稳波动。
2006-08-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Effective Affinity for Generic Currents in Markov Processes
本文为时间齐次马尔可夫过程中的一般电流引入有效亲和性,证明其决定电流方向、给出耗散下界并约束负涨落,且在马达蛋白模型中与失速力近似相等。
2025-04-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Stationary States and Phase Transitions in Directed Ising Models
研究了具有非守恒动力学的有向伊辛模型的非平衡性质,其中每个自旋只受其最近邻自旋的一个子集的影响。我们处理以下模型:(i)一维链;(ii)二维正方形晶格;(iii)二维三角形晶格;(iv)三维立方晶格。我们提出并回答了这样一个问题:(a)在什么条件下定态可以用平衡玻尔兹曼-吉布斯分布来描述?我们表明,对于模型(i),(ii)和(iii),其中每个自旋“看到”只有一半的邻居,有一个独特的一组过渡率,即指数依赖于本地字段,这是这种情况。对于模型(iv),我们发现任何满足定态测度为吉布斯测度所需的约束的速率都应该满足细致平衡,排除了有向动力学的可能性。最后,我们表明,有向模型的晶格配位数$z\ge8$与指数率不能容纳一个吉布斯定态。我们猜想,这个属性扩展到任何形式的利率。因此,我们得出的结论是,有向模型与吉布斯定态只存在于一维和二维。然后,我们提出的问题:(b)有向伊辛模型,增广的格劳伯动力学,表现出相变的铁磁状态?对于上面考虑的模型,答案是开放的问题,除了简单的情况(i)和(ii)。对于凯莱树,每个自旋只看到自旋进一步从根,我们表明,有一个相变提供的分支比,$q$,满足$q \ge 3$。
2009-11-20 cond-mat.stat-mech
Generic finite size scaling for discontinuous nonequilibrium phase transitions into absorbing states
基于准定态分布思想,提出了非连续非平衡相变到吸收态的一般有限尺寸标度理论。类似于平衡的情况下,我们表明,数量,如响应函数,累积量,等面积概率分布,所有规模的体积,从而允许适当的估计的热力学极限。为了说明这些结果,五个非常不同的晶格模型显示非平衡过渡-单一和无限多的吸收状态-进行了研究。准稳态模拟方法克服了分析吸收相变的固有困难。我们的研究结果(与文献中的数值研究相结合)有力地指出了平衡态和这类重要的非平衡态系统的统一的不连续相变标度行为。
2015-10-29 cond-mat.stat-mech
Information Entropy and Dissipation Potential in Stochastic Nambu Nonequilibrium Thermodynamics
该研究揭示随机Nambu非平衡热力学中耗散势作为稳态准势而非香农熵,并推导了稳态分布、Massieu解释及涨落协方差。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech
Entanglement in stationary nonequilibrium states at high energies
近年来人们发现,只要温度足够低,量子系统就可以在热平衡态消除纠缠。在目前的工作中,我们探讨了在非平衡定态中存在纠缠的可能性。我们分析表明,在一个简单的一维自旋链,有纠缠,即使在最高可达到的能量,也就是说,从一个平衡态在无限的温度,足够强的驱动可以诱导纠缠,即使在热力学极限。我们还表明,耗散退相,另一方面,破坏纠缠。
2012-01-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Itineration of the Internet over Nonequilibrium Stationary States in Tsallis Statistics
采用数据分析的方法研究了互联网中稀疏时间间隔的累积概率分布。使用Ping命令测量本地主机和目的主机之间通过十个奇数路由器的往返时间,即,做回声实验结果表明,q指数分布能很好地描述数据,q指数分布能极大化q小于或大于1时的Tsallis熵.该网络被观察到巡游在一系列的非平衡稳态Tsallis统计特征。
2003-03-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Stationary superstatistics distributions of trapped run-and-tumble particles
我们提出了一个分析的运行和翻滚粒子被困在外部潜力的热泳势,出现时被困的主动运动被映射到被困被动布朗运动在一个虚构的不均匀的热浴的固定分布。我们详细说明的意义上的非玻尔兹曼-吉布斯平稳分布出现的结果,持续运动的活性粒子。这些平稳分布被解释为非平衡统计力学中的一类分布,称为超统计。我们的分析提供了一个原始的洞察力之间的联系的内在非平衡性质的主动运动和著名的概念,局部平衡用于非平衡统计力学,并有助于理解的有效温度的概念的有效性。特别感兴趣的情况下,关于特定的捕获潜力在其他理论或实验研究中使用,进行了讨论。我们指出,作为一个前所未有的效果,出现的新模式的固定分布的结果耦合的持续运动的捕获潜力,变化足够高的位置。
2019-01-31 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynamics with thermodynamic parameter of lifetime of system. II. Possibilities of increase lifetime
用寿命、首次通过时间等热力学参数研究了该体系的热力学,推广了平衡态热力学。考虑了描述系统中几个定常非平衡态的各种方法。研究了在外界影响下系统寿命增加的可能性。
2019-10-17 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium stationary states of 3D self-gravitating systems
三维自引力系统不演化到热力学平衡,而是陷入非平衡准定态。在这封信中,我们提出了一个理论,该理论使我们能够先验预测最终准稳态中的粒子分布,自引力系统将从粒子速度各向同性且满足维里约束的初始条件发展到该状态2 K =-U,其中K是总动能,U是系统的势能。
2014-09-06 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
An update on nonequilibrium linear response
平衡的唯一涨落耗散定理与各种各样的非平衡线性响应公式形成对比。他们最传统的方法是“分析的”,在缺乏细致平衡的情况下,引入了可观察的稳态概率密度的对数。动力系统理论提供了一个替代方案,当平稳分布不平滑时,该公式继续工作。我们表明,这种方法同样适用于随机动力学,我们说明了它的数值例子的昼夜节律周期的扰动。第二种“概率”方法从动态集合开始,并扩展路径空间上的概率权重。这条线提出了新的物理问题,因为我们遇到了对线性响应的狂热贡献,以及弛豫中动力学活动变化与(新的)非平衡条件的相关性。
2012-06-15 cond-mat.stat-mech
Reply to Dhar's comment on "Can disorder induce a finite thermal conductivity in 1D lattices"
Dhar(cond-mat/0106349)在他的评论中声称Lebowitz等人已经证明了非平衡定态的存在性和唯一性。他们只证明了,当一个(质量)无序的谐波链与朗之万型的随机库接触时,可以达到非平衡定态。然而,他们没有证明一般情况下非平衡定态的存在性和唯一性,即当链与一般恒温储存器接触时(参见Bonneto等人math-ph/0002052)。
2001-06-20 cond-mat.stat-mech
Trees and forests for nonequilibrium purposes: an introduction to graphical representations
利用局部细致平衡,我们改写了基尔霍夫公式的平稳分布的马尔可夫跳跃过程的物理解释树系综。我们使用的路径空间集成的树枝化,以获得一个麦克伦南树表征接近平衡,以及获得响应公式的平稳分布在渐近制度的大驱动。图形表达式的电流和交通得到,允许研究各种渐近制度。最后,我们介绍了如何矩阵森林定理给出了一个表示的准势,例如用于计算多余的工作和热量在非平衡热物理。各种各样的例子说明和解释图形元素和结构。
2022-10-14 cond-mat.stat-mech
Energy Profile Fluctuations in Dissipative Nonequilibrium Stationary States
精确的大偏差函数(ldf)的波动的能量密度场计算的伊辛(或更一般的Potts)自旋链驱动的零温度(耗散)Glauber动力学和维持在一个非平凡的固定制度由任意的能量注入机制在边界的系统。它被发现,这个ldf是独立的能量注入的动力学细节,和能量波动,不像保守系统在非平衡态,是不空间相关的固定制度。
2004-09-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonequilibrium phase transition in a non integrable zero-range process
本文的工作是试图确定一个不可积零程过程的定态测度的解析特征,并研究这种非平衡模型可能存在的相变。定义模型的速率不满足固定测量是产品测量所需的约束。即使在没有驱动器的情况下,也违反了关于该措施的细致平衡。分析和数值研究的完整的图形表明,存在一个一阶相变之间的流体相和凝聚相,其中一个单一的网站具有宏观占领。过渡是突然从一个不平衡的流体,其中两个物种的密度大于临界密度,临界中性流体和不平衡的冷凝。
2006-03-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium identities of granular vibrating beds
我们推导了无摩擦软核颗粒在外部振动和非弹性碰撞之间的平衡所实现的外部振动下的非平衡定态附近的积分涨落定理。我们还讨论了积分涨落定理与广义Green-Kubo公式之间的联系。
2013-10-23 cond-mat.stat-mech
Reversibility, Irreversibility, Friction and nonequilibrium ensembles in N-S equations
粘度作为流体的一种物理性质,反映了由哈密顿方程描述的混沌微观运动的平均效应。作为一个例子,提出了不可压缩流体在恒定力作用下的定态,可以通过几个系综来描述,与平衡统计力学严格类似。
2022-10-11 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Stationary States of Harmonic Chains with Bulk Noises
我们考虑一个由$N$耦合谐振子组成的链,它与温度分别为$T_\ell$和$T_r$的热浴接触,热浴的位置分别为1和$N$。振子也受到非动量守恒的散装随机噪声。这使得导热系数满足傅立叶定律。在这里,我们描述了一些新的结果的流体动力学方程的典型的宏观能量和位移分布,以及它们的波动和大的偏差,在两个简单的模型,这种类型。
2011-10-26 cond-mat.stat-mech math.PR
Mutual linearity of nonequilibrium network currents
本文证明连续时间马尔可夫链与开放单分子化学反应网络中,单边速率扰动下任意两稳态电流呈线性关系,并推广至频域非稳态电流,给出拓扑相关极化率表达式。
2024-06-12 cond-mat.stat-mech
Exact correlations in the nonequilibrium stationary state of the noisy Kuramoto model
我们得到了自发集体同步的范例模型,耦合振子的仓本模型的非平衡定态的序参量的自相关的精确结果,在高斯白噪声的存在下演化。该方法依赖于一个精确的映射模型的定态动力学的热力学限制到一个单一的,非均匀的振荡器的嘈杂的动态,并允许获得除了仓本模型的自相关的平衡定态的相关模型的长程相互作用,布朗平均场模型。这两个模型都显示了在噪声强度的临界值处同步相位和非相干相位之间的相变。我们的研究结果表明,在这两个阶段,以及在临界点,两个模型的自相关衰减为指数的速度不断增加的噪声强度。
2018-09-19 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Nonequilibrium Stationary Process and Fluctuation-Dissipation Relations
随机动力学有一个自然的分解为漂移捕捉平均变化率和鞅增量捕捉随机性。它们是两个统计上不相关的,但不一定独立的机制,有助于动态的总体波动,代表过去和未来的不确定性。一个广义的爱因斯坦关系仅仅是因为动力学是平稳的,而格林-久保公式反映了两种机制之间的平衡。具有可逆性的均衡具有一种新的协方差对称性。
2021-06-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic Circuits I: Association of devices in stationary nonequilibrium
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS/IN2P3, IJCLab(法国国家科学研究中心/法国核学与粒子物理研究所,IJCLab);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CNRS, LIED(法国国家科学研究中心,LIED)
本研究针对稳态非平衡态热力学器件电路,从单器件电导矩阵推导复合器件电导矩阵,推广了串并联规则,明确了守恒定律的核心作用并辅以示例验证。
2024-05-02 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Fluctuating Currents in Stochastic Thermodynamics II. Energy Conversion and Nonequilibrium Response in Kinesin Models
与宏观引擎不同,活细胞的分子机制受到波动的强烈影响。随机热力学使用马尔可夫跳跃过程来模拟这些生物大分子的化学和构型状态之间的随机跃迁。最近开发的理论框架[Wachtel,Vollmer,Altaner:“Fluctuating Currents in Stochastic Thermodynamics I.渐近统计的规范不变性”]提供了一个简单的算法来确定宏观电流和相关积分的任意波动电流。在这里,我们用它来讨论的能量转换和非平衡响应的分子马达驱动蛋白在不同的模型。在方法上,我们的结果表明,该算法在处理参数依赖的随机模型的有效性。对于具体的生物物理问题,我们的研究结果揭示了两个有趣的功能,在实验上可访问的参数区域:的有效性的非平衡格林-久保关系在机械失速以及负微分流动性superstalling部队。
2015-07-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Nonequilibrium Invariant Measure under Heat Flow
我们提供了一个显式表示的非平衡不变测度的谐振子链的保守噪声中存在的稳态热流。通过首先确定协方差矩阵,我们能够将测量表示为沿着空间局部化具有幂律尾部的一些集体模式对齐的高斯分布的乘积。数值研究表明,这样的表示也适用于一个纯粹的确定性模型,四次费米-帕斯塔-乌拉姆链。
2008-06-26 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
Nonequilibrium stationary states with ratchet effect
在温度$T$下处于热平衡的粒子系综,由Nosè-Hoover动力学建模,在定向半圆盘弹性散射体的三角形晶格上运动。尽管散射体不对称,但热力学第二定律显然排除了定向输运。引入一个极化的零平均单色场产生一个定向的稳定流与非平凡的温度和场参数的依赖。本文给出了半导体异质结反点超晶格中微波场诱导定向电流的理论估计。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Simple fluid with broken time reversal invariance
我们描述了一个系统的硬球与一个简单的碰撞规则,打破时间反演对称性,但保存能量。碰撞导致一个非手性,各向同性,均匀的固定状态,其属性是在模拟中确定的,并与最初为弹性硬球开发的近似理论进行比较。在非平衡流体状态下,速度是相关的,这是一种从其他非平衡稳态中已知的现象。相关性在$d$维度上像$1/r^d$一样是长程衰减的。这样的相关性是预期的一般理由远离平衡,以前被观察到驱动或非平稳系统。
2022-04-20 cond-mat.stat-mech
Kinetic theory of nonequilibrium stochastic long-range systems: Phase transition and bistability
我们研究由外部随机力驱动的长程相互作用系统,这些随机力共同作用于构成系统的所有粒子。这种情况经常在等离子体、自引力系统、二维湍流以及其他广泛的系统中遇到。在随机驱动的作用下,系统达到一个平稳状态,此时外力平均平衡耗散。这些状态具有不遵守细致平衡的不变概率,并且以守恒量的非零电流为特征。为了分析空间均匀的定态,我们开发了一种动力学方法,概括了一个已知的确定性长程系统,我们得到了一个很好的协议之间的预测动力学理论和广泛的数值模拟。我们的方法也可以推广到描述空间非均匀的定态。我们还报告了数值模拟表现出一阶非平衡相变从均匀到非均匀状态。接近相变时,系统表现出两种状态之间的非线性行为,在这种力的低值的限制下,平均停留时间在外部随机力的强度的倒数中以指数形式发散。
2012-12-14 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynmics with thermodynamic parameter of lifetime of system. I
为了描述系统的非平衡态,引入了一个新的热力学参数--系统寿命。记录描述能量和寿命行为的统计分布。熵和得到的热力学关系的结果进行了比较扩展的不可逆热力学,其中作为一个附加参数选择通量。对于热导率的情况,得到了平均寿命和共轭热力学量的显式表达式。结果表明,在平衡态附近,当只有一个稳态非平衡态时,流动只会减少系统的平均寿命。但是有可能增加系统的平均寿命。
2019-10-10 cond-mat.stat-mech
Asymmetric exclusion process with next-nearest-neighbor interaction: some comments on traffic flow and a nonequilibrium reentrance transition
研究了具有次近邻相互作用的硬核粒子驱动非平衡格子气的稳态行为。我们计算周期系统的精确平稳分布,并为系统的相图中的一条特定的线与开放的边界,粒子可以进入和离开系统。对于排斥相互作用的动力学可以解释为一个双速模型的交通流。周期连续时间系统的精确平稳分布与离散时间并行更新的非对称排斥过程(ASEP)的精确平稳分布一致。然而,与(单速)ASEP不同,双速模型的确切流程图在某些重要特征上类似于真实交通的流程图。从蒙特卡罗模拟得到的开放系统的定态相图可以理解的冲击运动通过系统和在边界处的超喂效应,从而证实了最近开发的边界诱导相变的一般理论的理论预测。在吸引相互作用的情况下,我们观察到一个意想不到的再入过渡由于边界效应。
2000-01-20 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium shear viscosity computations with Langevin dynamics
本文研究了非平衡Langevin动力学的数学性质,该动力学可用于估计系统的剪切粘度。更确切地说,我们证明了一个线性响应的结果,它允许相关的非平衡稳定状态的系统的平衡正则期望的平均值。然后,我们写一个本地的平均纵向速度的流体的守恒定律,并显示如何,在一些封闭近似下,粘度可以从这个配置文件中提取。最后,我们描述的渐近行为的速度分布,在限制的横向或纵向摩擦去无穷大。一些数值例子的理论结果也被提出。
2012-11-22 cond-mat.stat-mech
Aging and fluctuation-dissipation ratio in a nonequilibrium $q$-state lattice model
介绍并分析了$d$维$q$态非平衡线性Glauber模型的推广形式。该模型是完全对称的,其动力学是不变的下的所有排列的$q$状态。得到了$d$维晶格上的二次自相关函数和响应函数的精确表达式。在静止状态下,波动耗散定理成立,而在瞬态中观察到的老化与波动耗散比导致的线性Glauber模型的预测值。
2010-07-26 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of stationary states of the ideal gas in a heat flow
有一个长期存在的问题,即是否以及在多大程度上可以用全局热力学函数来描述定态非平衡系统。只有等温系统或温差小的系统才能得到肯定的答案。我们用热力学第零定律、第一定律和第二定律的形式来表述受热流作用的理想气体的定态热力学。令人惊讶的是,稳态热力学的形式结构与平衡态热力学相同。我们严格地表明,$U$满足以下方程$dU=T^{*}dS^{*}-pdV$的一个恒定数量的颗粒,容器的形状,边界条件,系统的大小,或模式的热传递到系统中。我们显式地计算了$S^{*}$和$T^{*}$。该理论在受体积加热的理想气体多稳态系统中选择稳定的非平衡稳态。当热通量为零时,热力学就退化为平衡态.
2022-10-21 cond-mat.stat-mech