Overdamped stochastic thermodynamics with multiple reservoirs
在建立了与多个水库接触的欠阻尼Langevin系统的随机热力学模型后，我们利用时标分离技术导出了其过阻尼极限。过阻尼理论不同于人们从过阻尼朗之万或福克-普朗克动力学出发时得到的朴素理论，并且仅在存在单个储层时与之一致。其原因是粗粒快动量动力学达到了一个非平衡状态，在多个水库的存在下进行热。欠阻尼和过阻尼理论都满足基本波动定理。他们的预测的热统计分析得出的布朗粒子在一个环上接触两个水库，并受到非保守力，并在长时间限制一致。
2016-09-27 cond-mat.stat-mech
Heat equation and Brownian motion of an overdamped rotating sphere
在蛋白质自组装、各向异性胶体、介电理论和液晶等领域中，既有平移又有旋转的布朗刚体的控制方程是人们感兴趣的。本文从球在可能存在势场的粘性介质中作布朗运动的随机微分方程出发，导出了描述浓度演化的偏微分方程。势场可以是粒子之间的相互作用，也可以是外部施加的。对于其取向可以由矢量（$S^2$）指定的粒子执行一次推导，并且对于需要旋转矩阵（$SO(3)$）的粒子再次执行推导。推导表明概率密度和浓度，伊藤和Stratonovich演算之间的重要区别，并得到一个Piola型恒等式来完成推导。
2020-01-08 cond-mat.stat-mech
A Diagrammatic Kinetic Theory of Density Fluctuations in Simple Liquids in the Overdamped Limit. II. The One-Loop Approximation
本文将前文所述的简单稠密液体长时间密度涨落的图解动力学理论应用于高密度Lennard-Jones液体，计算了各种平衡时间关联函数。计算从一般理论出发，作了两个近似。1.不可约内存核的一般图形表达式近似使用一个循环近似。2.广义Enskog投影传播子，这是计算所需的，近似使用一个简单的动力学模型的硬球记忆功能。计算了高密度Lennard-Jones液体的相干中间散射函数（CISF）、纵向流关联函数（LCCF）、横向流关联函数（TCCF）、非相干中间散射函数（IISF）和非相干纵向流关联函数（ILCCF），并与模拟结果进行了比较。对于所有波矢的IISF，以及对于大波矢的CISF和LCCF，近似理论结果与模拟数据吻合得很好。近似结果与小波矢量的CISF、LCCF和TCCF的模拟数据不一致，因为这些函数受到小波矢量处的水动力波动的强烈影响，而这些波动不能很好地由所使用的简单动力学模型描述。这种方法的研究液体的可能影响进行了讨论。
2013-12-02 cond-mat.stat-mech
Memory and irreversibility on two-dimensional overdamped Brownian dynamics
本文研究了记忆效应对约束势场中二维朗之万动力学定态行为的影响。该系统被视为在过阻尼近似和自由度的影响下的不同种类的随机力，描述高斯白噪声和有色噪声，以及不同的有效温度。采用时间平均法计算了系统的联合分布函数，分析了系统的长期行为。我们确定噪声的时间相关性的热通量和熵产生的稳态行为的影响。非马尔可夫效应导致衰减与弹簧力参数的热交换，这是在通常的线性依赖时，只有高斯白噪声在过阻尼处理。此外，该模型表现出非平衡态的特点是减少与记忆时间尺度的熵产生。
2019-07-17 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic anomalies in overdamped systems with time-dependent temperature
本研究揭示过阻尼近似在时变温度下导致热耗散和熵产生异常，解析推导了异常表达式，并发现高粘度与小质量虽动力学相同但异常关系不同，对热机效率计算和动能估计有重要意义。
2025-03-28 cond-mat.stat-mech
A Diagrammatic Kinetic Theory of Density Fluctuations in Simple Liquids in the Overdamped Limit. I. A Long Time Scale Theory for High Density
本文从单原子液体中粒子密度与电流涨落的平衡关联函数的形式上精确的图解动力学理论出发，发展了一种适用于原子间势具有强排斥短程部分的高密度液体的理论。我们假设，粒子间的碰撞，通过这个短程部分的潜力是足够的随机化的速度的粒子在一个非常小的时间尺度相比，基本的时间尺度定义为粒子直径除以平均热速度。在这种情况下，图解理论表明，粒子流关联函数和粒子密度关联函数的记忆函数都在两个不同的时间尺度上演化，一个是刚刚提到的非常短的时间尺度，另一个是比基本时间尺度长得多的时间尺度。在每个时间尺度上描述运动的图被识别。当这两个时间尺度非常不同时，图解理论在长时间内发生了戏剧性的简化。我们确定了一个不可约记忆函数和一个更基本的函数，我们称之为不可约记忆核。后一个函数仅在较长的时间尺度上演化，并确定感兴趣的密度和电流关联函数在长时间的时间依赖性。本文用不可约记忆核的一个简单的单圈近似计算了Lennard-Jones流体在不同温度和高密度下的关联函数。
2013-12-02 cond-mat.stat-mech
Transport and bistable kinetics of a Brownian particle in a nonequilibrium environment
提出了一个系统库模型，其中关联库由外部有色随机力调制，研究了过阻尼布朗粒子在周期势场中的输运。然后，我们推导出的平均速度，流动性和扩散率的解析表达式。研究了过阻尼区的双稳态动力学和从亚稳态的逃逸率。通过数值模拟，我们证明了我们的解析逃逸率与数值结果是一致的。
2008-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Overdamped limits for Langevin dynamics with position-dependent coefficients via $L^2$-hypocoercivity
EPFL, Lausanne, Switzerland（洛桑联邦理工学院）
本文通过$L^2$-hypocoercivity方法推导了具有位置依赖系数的Langevin动力学的过阻尼近似，解释了噪声诱导漂移项，并讨论了相关模型的应用与错误。
2026-05-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The Heat Distribution of the Underdamped Langevin Equation
在随机热力学中，热是一个随机变量，具有相关的概率分布。热分布的研究大多是在过阻尼区和一维。在这里，我们解决了三种不同的情况下，在欠阻尼制度的热分布：自由粒子，线性势，和谐波势。它们都是任意维度的。所得结果是精确的，推广了文献中的已知结果.
2022-06-09 cond-mat.stat-mech
Inertia Tames Fluctuations in Autonomous Stationary Heat Engines
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查尔斯大学数学物理学院）
本文研究了由两个欠阻尼连续自由度耦合到二能级系统组成的自主热机，展示其通过共振耦合打破TUR约束，并通过均流测量直接推断共振区域，为设计高效精密微观引擎和自主钟提供指导。
2026-02-23 cond-mat.stat-mech
Optimal potentials for temperature ratchets
在空间周期性的温度分布中，过阻尼布朗粒子的定向输运可以沿周期性势诱导。在对粒子施加负载力的情况下，该设置可以作为热机来执行。对于给定的负载，最佳电势使电流最大化，从而使热机的功率输出最大化。我们计算不同的温度曲线的最佳潜力，并表明，在两个温度之间交替的周期性分段恒定的温度曲线的限制，最佳电位导致发散电流。这种发散是过阻尼极限和界面处无限温度梯度的影响，在任何实际实验中都会被切断。
2009-04-02 cond-mat.stat-mech
Directed motion generated by heat bath nonlinearly driven by external noise
基于系统热浴方法，其中浴是由外部高斯随机力的非线性调制，我们提出了一个新的微观模型来研究定向运动的过阻尼极限的非平衡开放系统。利用热浴和外调制之间的耦合作为小扰动，我们构造了一个具有乘性噪声和空间相关耗散的Langevin方程和相应的过阻尼极限下的Fokker-Planck-Smoluchowski方程.我们研究的热力学一致性条件和探索的可能性，观察相感应电流作为一个结果的状态相关的扩散，并必然，非线性驱动的热浴由外部噪声。
2007-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat flow due to time-delayed feedback
随机非马尔可夫系统的热力学仍然没有得到广泛的研究。本文提出了一种求解具有离散时滞的连续反馈力作用下非线性过阻尼系统稳态净热流密度的解析方法。我们表明，反馈不可避免地导致一个有限的热流，即使是消失的小延迟时间。应用到一个示例性的（ESTA）系统表明，反馈诱导加热以及冷却制度，并导致在相干共振条件下的介质熵产生的最大值。
2019-01-07 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Relation for Heat
本文给出了非平衡系统中热耗散的涨落关系。已知非平衡功在任何时间间隔$t$内都服从涨落定理。一个热量，这不同于工作的能量变化，示出满足修改后的波动关系。修正是由非平衡过程中热量和能量变化之间的相关性引起的，其影响即使在$t\to\infty$极限下也不可忽略。导出了过阻尼Langevin方程组的涨落关系，并在线性扩散系统中进行了检验。
2012-06-17 cond-mat.stat-mech
Heat distribution function for motion in a general potential at low temperature
本文研究了低温极限下一般势场中过阻尼布朗粒子的一维运动。我们推导出传递给粒子的热量的概率分布的显式表达式。我们发现，当地的最小值的潜在产量发散边带的热量分布，除了发散的中心峰。带的位置由潜在的间隙决定。此外，我们还确定了热分布的尾部。
2009-05-28 cond-mat.stat-mech
Second moments of work and heat for a single particle stochastic heat engine in a breathing harmonic potential
本文考虑一个简单的随机热机模型，它由一个在一维周期呼吸谐振势中运动的布朗粒子组成。假设过阻尼限值。以积分的形式得到了热功二阶矩（方差和协方差）的表达式，其被积函数包含满足一定微分方程的函数。准静态极限的结果是热浴和冷浴温度的简单函数。工作的变异系数建议给出一个近似的概率工作超过一定的阈值。在推导过程中，我们得到了累积量母函数的表达式。
2022-02-03 cond-mat.stat-mech
Optimizing Brownian heat engine with shortcut strategy
等温线的捷径提供了一种强有力的方法来加速有限时间内的准静态热力学过程的操纵。我们采用捷径策略来设计和优化布朗热机，并制定了一个几何描述的热力学长度的能量。我们得到了一个紧密的和可达的输出功率的界，这是达到了最佳的协议，以改变控制参数与适当的恒定速度的热力学长度。我们的结果推广了以前的优化在高度欠阻尼和过阻尼制度的一般阻尼的情况下，并适用于任意有限时间周期。
2022-07-15 cond-mat.stat-mech
Memory erasure in small systems
我们认为一个过阻尼纳米粒子在驱动的双势阱作为一个通用的可擦除一位存储器的模型。我们详细研究了擦除过程中耗散的热量的统计数据，并表明完全擦除可以通过耗散比朗道界少的热量来实现。我们量化了这些事件的发生，并提出了一个单粒子实验来验证我们的预测。我们的研究结果表明，兰道尔的原则，必须推广到纳米尺度，以适应热波动。
2009-06-18 cond-mat.stat-mech
Thermal relaxation asymmetry persists under inertial effects
Institute of Physics, University of Freiburg（弗赖堡大学物理研究所）；Mathematical Physics and Stochastic Dynamics, Institute of Physics, University of Freiburg（弗赖堡大学物理学院数学物理与随机动力学）
研究揭示在从热平衡远端的松弛现象中，热松弛不对称性在从过度阻尼到欠阻尼动力学范围内均持续存在，且在欠阻尼动力学中加热速度仍快于冷却。
2026-06-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Long-term Relaxation of a Composite System in Partial Contact with a Heat Bath
我们研究了一个与热浴部分接触的复合系统的高激发态的弛豫行为，其动机是蛋白质分子中长期能量储存的实验报告。该系统由两个耦合元件组成：第一个元件与热浴直接接触，而第二个元件仅与第一个元件相互作用。由于与热浴的这种间接接触，注入第二元件的能量根据幂律非常缓慢地耗散，而注入第一元件的能量表现出指数耗散。松弛方程描述这种耗散得到解析的欠阻尼和过阻尼的限制。数值证实了这两种情况。
2000-08-05 cond-mat.stat-mech
Minimal dissipation with viscoelastic baths in weakly driven processes
本文用带记忆的广义 Langevin 方程分析弱驱动过阻尼系统，推导热力学一致条件、两类谐振阱协议的弛豫行为及最小不可逆功协议，揭示黏弹性记忆可加速弛豫并降低耗散。
2025-10-21 cond-mat.stat-mech
The Fourier heat conduction as a strong kinetic effect
对于一维动量守恒系统，大量的研究表明其热流自相关函数（HCAF）一般以幂律形式衰减，导致傅里叶热传导定律在热力学极限下失效。这已被认为是一个主要的流体动力学效应。在这里，我们表明，相反，动力学效应可以在某些情况下占主导地位，并导致傅立叶定律。通常，HCAF会经历一个快速衰减的动力学阶段，然后是一个缓慢衰减的长水动力尾部。在有限的系统尺寸范围内，我们发现系统是否遵循傅立叶定律取决于动力学阶段是否占主导地位。我们的研究是说明了一维双原子气体模型，HCAF的解析推导和分子动力学模拟的数值验证。
2017-12-01 cond-mat.stat-mech
Fluctuations and correlations in nonequilibrium systems
非平衡系统以功和热的形式与环境交换能量。系统所做的功服从涨落定理，而耗散的热量（因内能变化而不同于功）则不服从涨落定理。导出了过阻尼Langevin系统中热的修正涨落关系。结果表明，功、热和内能变化之间的相互关联是造成功、热涨落特性不同的原因。在二维线性扩散系统中，详细研究了相互关联。我们开发了一种分析方法，它允许一个计算联合概率分布的大偏差函数。我们发现热与内能变化成负相关，这解释了热涨落定理失效的原因。
2014-02-02 cond-mat.stat-mech
Barrierless reaction kinetics : Inertial effect on different distribution functions of relevant Brownian functionals
我们调查的影响，惰性的解决方案中的无势垒电子反应的建议和检查不同的概率分布函数（PDF）的相关布朗泛函的寿命和反应的过程。在欠阻尼区，溶液中的无活化电子反应可以用带惯性项的自由布朗运动来模拟。在这种情况下，我们提出了几个重要的分布函数，可以表征反应动力学。布朗泛函在各个领域都有着广阔的应用前景，但其研究大多局限于过阻尼情形。据我们所知，我们第一次尝试将非常重要的惯性效应的研究与布朗泛函的欠阻尼布朗运动与时间相关的漂移和扩散系数使用著名的向后Fokker-Planck和路径分解方法。我们探讨了不同PDF的非平凡标度行为，并明确计算了临界指数与时间的渐近极限。
2017-01-12 cond-mat.stat-mech
Boundary layers in stochastic thermodynamics
本文研究随机热力学中放热或耗散功的优化问题。在过阻尼限制这些泛函有奇异的解决方案，以前被解释为协议跳跃。我们表明，正规化，惩罚一个适当定义的加速度，改变跳跃到有限宽度的边界层。我们表明，在消失的极限边界层宽度没有热量耗散的边界层，而工作可以做。我们进一步给出了一个新的解释的事实，即最佳协议在过阻尼极限的最佳确定性运输（Burgers方程）。
2011-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
From Green-Kubo to the full Boltzmann kinetic approach to heat transport in crystals and glasses
我们表明，顶点修正准谐波格林-久保理论的绝缘体中的热传输自然会导致一个概括的导电率，可以从线性化玻尔兹曼方程的表达式，当全散射矩阵的影响占。我们的研究结果，这是从Mori-Zwanzig记忆函数形式主义，提供了一个完全从头推导的线性玻尔兹曼输运方程，并建立了最近提出的两个统一的方法之间的连接，在绝缘晶体和玻璃的热输运。
2022-12-08 cond-mat.stat-mech
Generalized kinetics of overall phase transition useful for crystallization when assuming heat inertia
反应动力学过程建模是一个热门的出版物的主题。死亡率和生育率的意义进行了数学分析的细节，涉及到他们的权力指数的变化。我们在非等温条件下发展了一个类似KJMA方程的方程，它描述了在恒定加热速率q下相变度α（T）与特征温度θ（q）和功率N的关系。即使当过程的活化能不恒定时，该方程也是有效的。我们证明，可靠的信息，获得有关的活化能时，实验数据绘制在以下坐标：log q（加热速率）对log Tp（峰值温度）。
2019-03-13 cond-mat.stat-mech
Cycling tames power fluctuations near optimum efficiency
根据热力学的热力学定律，没有任何热机能比得上卡诺循环的效率。这种效率传统上伴随着消失的功率输出和实际的设计，优化的功率，通常实现远远低于最近，各种策略，以获得卡诺效率在大功率被提出。然而，热力学不确定性关系意味着稳态热机只能在这种制度下运行，其代价是大的波动，使它们非常不可靠。在这里，我们证明了这种不幸的权衡可以克服的设计周期性准静态条件下运行。实验相关的，但完全可解的模型的过阻尼布朗热机被用来说明正式的结果。研究表明，循环热机和准静态热机的工作是不同的随机过程。
2018-07-16 cond-mat.stat-mech
Steady-state kinetic temperature distribution in a two-dimensional square harmonic scalar lattice lying in a viscous environment and subjected to a point heat source
本文研究了处于粘性环境中的无限二维方调和标量晶格中的热传导问题。晶格粒子的基本方程以随机常微分方程系统的形式陈述。我们执行一个连续化的过程，并推导出一个无限系统的线性偏微分方程的协方差变量。本文最重要的结果是确定性的微分差分方程描述的非稳态热传播的晶格和其稳态解的积分形式的解析公式描述的动力学温度分布所造成的点热源的一个恒定的强度。随机方程的数值解和得到的解析解之间的比较证明了一个非常好的协议无处不在，除了主要对角线的晶格（相对于点源位置），其中的解析解是奇异的。
2019-04-26 cond-mat.stat-mech
Unsteady thermal transport in an instantly heated semi-infinite free end Hooke chain
研究了具有任意初始温度分布的半无限长虎克链的非定常弹道热输运问题。动力学温度的演变提出了离散（精确）和连续（近似）配方的分析描述。通过对动力学温度场离散描述和连续描述的比较，揭示了后者的局限性。具体而言，远场动力学温度是很好地描述了连续的解决方案，然而，偏离附近和自由端（边界）。分析表明，热波从边界反射后，动力学温度的离散解在自由端附近发生跳跃。比较了半无限和无限虎克链中热传播的描述。目前的文件的结果，预计提供洞察非稳态热输运的半无限晶格。
2023-01-18 cond-mat.stat-mech
Unified geometric formalism for dissipation and its fluctuations in finite-time microscopic heat engines
Zhejiang University（浙江大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Gifu University（岐阜大学）
本文提出统一几何框架，描述有限时间热机中耗散及其波动，通过平衡相关函数构建度量张量，为耗散及其波动提供共同几何结构，并推导出耗散可用性的均值和方差的几何界限。
2026-10-28 cond-mat.stat-mech
Kinetic energy fluctuations and specific heat in generalized ensembles
Research Center in the intersection of Plasma Physics, Matter and Complexity (P 2 mc), Comisión Chilena de Energía Nuclear（等离子体物理、物质与复杂性交叉研究中心，智利核能委员会）；Departamento de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andres Bello（安第斯贝尔纳多·乌尼韦斯德洛大学精确科学学院物理与天文学系）
本文推导了广义集合中动能波动与特定热容的通用公式，并通过模拟和计算验证其在具有负热容系统中的应用。
2026-03-02 cond-mat.stat-mech
Two Dimensional Nonlinear Nonequilibrium Kinetic Theory under Steady Heat Conduction
在存在温度梯度的情况下，硬盘分子的二维稳态Boltzmann方程已被明确地求解到密度和温度梯度的二阶。计算了二维状态方程和一些物理量，并与二维稳态Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）方程和信息论的结果进行了比较。我们已经发现，这些理论之间与三维情形相同的质的差异仍然出现在二维情形中。
2005-02-13 cond-mat.stat-mech
Stochastic kinetics under combined action of two noise sources
研究Lévy与高斯白噪声混合对逃逸场景的影响，发现混合改变平均首次通过时间，且正半轴随机加速过程生存概率衰减指数在瞬态区域随稳定性指数变化。
2023-01-26 cond-mat.stat-mech
Efficiency of a microscopic heat engine subjected to stochastic resetting
本文研究随机重置对 Brownian 微观热机热力学的影响，发现重置到势阱最低点可提升效率，但输出功随重置速率非单调变化，并讨论了重置点偏移与实验实现。
2024-01-23 cond-mat.stat-mech
Geometric Dissipation Constraints in Stochastic Reaction Dynamics: A Variational Observable for Hidden Kinetic Structure in Energy Landscapes
提出一个几何框架，通过变分泛函推导出局部耗散-几何耦合可观测量，用于表征随机反应动力学中隐藏的动力学约束，并通过数值实验证明其能区分传统自由能分析无法区分的反应通道。
2026-06-08 cond-mat.stat-mech
Kinetic Theory of a Dilute Gas System under Steady Heat Conduction
在温度梯度存在下，硬核分子的稳态Boltzmann方程的速度分布函数在密度和温度梯度为二阶时已被显式地得到。由硬核分子的速度分布函数计算了一些物理量，并与Maxwell分子和稳态Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）方程的结果进行了比较。发现了硬核分子与Maxwell分子在热力学量上的质的差异，并证实了稳态BGK方程与Maxwell分子属于同一普适类。
2004-04-15 cond-mat.stat-mech
Heat pump without particle transport or external work on the medium achieved by differential thermostatting of the phase space
我们提出了一种新的机制，使热流从一个较冷的区域到一个较热的区域，而不需要任何粒子传输或导体上的外部工作，从而绕过压缩机部分的经典热泵循环。我们的机制依赖于恒温的动力学和构型温度相同的粒子不同。我们保持导体的两端，这在本研究中是一个一维的$ϕ^4$链，在相同的动力学温度$T_0$，但在不同的构型温度-一端热，另一端比$T_0$冷。虽然在恒温区域内需要外部能量来实现这种差分恒温，但是在系统本身上不执行外部功。我们表明，该机制满足统计形式的热力学第二定律（波动定理）。提出的机制揭示了两个有趣的发现-（i）与传统热力学相反，传统热力学认为只有动力学温度才能控制热传导，构型温度也可以发挥重要作用，以及（ii）动力学和构型变量之间的相对温差控制热流的方向。然而，挑战在于开发实验技术，以将同一粒子的动力学和构型变量恒温在不同值。
2016-03-28 cond-mat.stat-mech
Peculiarities of escape kinetics in the presence of athermal noises
各种动态系统和反应网络的随机演化通常用噪声辅助的过阻尼粒子从势阱中逃逸来描述，如由范式朗之万方程设计的，其中加性高斯随机力再现了来自储层的热波动的影响。当系统接近平衡时，该方法正确地解释了由朗之万方程产生的轨迹的集合的玻尔兹曼分布的出现，并将噪声强度的强度与流动性联系起来。这种情况可以进一步推广到包括非高斯的影响，突发式强迫模型的Lévy噪声。然而，在这种情况下，脉动加性噪声不能被视为内部（热），因为摩擦强度和噪声方差之间的关系被破坏。Lévy噪声分布的重尾不仅有利于逃逸动力学，更重要的是，通过将最终定态改变为非玻尔兹曼非平衡形式来改变逃逸协议。因此，与高斯白噪声引起的动力学相反，在具有Lévy噪声的环境中，逃逸率不是由势垒高度决定的，而是由势垒宽度决定的。我们进一步讨论了热噪声和Lévy噪声的同时作用对双势阱中反应物通过时间和粒子数统计的影响。
2019-12-10 cond-mat.stat-mech
A kinetic model for the finite-time thermodynamics of small heat engines
我们研究了一个分子发动机，该发动机由封闭在一个巨大的活塞和恒温器之间的$N \sim 10^2$分子气体构成。作用在活塞上的力和恒温器的温度以有限的周期$τ$周期性地变化。在绝热极限$τ\to \infty$中，即使对于有限尺寸的$N$，平均功和热也能重现热力学值，恢复卡诺效率结果。该系统表现出停滞时间$τ^*$，其中净功为零：对于$τ<τ^*$，它消耗功而不是产生功，充当制冷机或散热器。在$τ>τ^*$下，最大功率下的效率接近Curzorn-Ahlborn极限。功和热的涨落近似地表现出高斯行为。基于动力学理论，我们建立了一个三变量朗之万模型，其中活塞的位置和速度与气体的内能线性耦合在一起。该模型再现了系统的许多特征，如功的符号反转，最大功率下的效率和波动的近似形状。模型的进一步简化允许分析计算平均功，解释其对$τ$的非平凡依赖性。
2015-03-04 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of a Colloidal Particle in a Time-Dependent Non-Harmonic Potential
研究了过阻尼胶体粒子在含时非简谐势场中的运动。我们证明了第一定律之间的平衡应用的工作，交换热量，和内能的水平上的一个单一的轨迹。所观察到的应用工作的分布是明显的非高斯与数值计算吻合得很好。Jarzynski关系和一个详细的波动定理得到了很好的精度验证。
2005-12-19 cond-mat.stat-mech
On Unsteady Heat Conduction in a Harmonic Crystal
建立了一维谐振晶体非稳态传热的解析模型。引入非局部温度作为动力学温度的推广。导出了一个用非局部温度表示的非定常热过程的封闭方程。对于瞬时热扰动的动力学温度的时间可逆方程推导和求解。得到所考虑的系统中的热通量的本构关系。该定律与傅里叶定律显着不同，它预测了热锋的有限速度以及热通量与晶体长度的独立性。计算机模拟结果证实了分析结果。
2015-11-24 cond-mat.stat-mech
Harvesting energy from a periodic heat bath
本文的背景是随机热力学-一种方法，以非平衡热力学扎根在更广泛的框架内的随机控制。在对比的经典范式的卡诺发动机，我们在这里建议考虑热力学过程与周期性连续变化的温度的热浴和研究问题的最大功率和效率为两个理想化的情况下，过阻尼（一阶）和欠阻尼（二阶）随机模型。我们突出的最优周期控制的属性，推导和数值验证近似公式的最佳性能（功率和效率）。
2021-01-06 cond-mat.stat-mech cs.SY eess.SY
Linear and non-linear thermodynamics of a kinetic heat engine with fast transformations
我们研究了一个动力学热机模型，该模型由封闭在一个盒子中的粒子组成，盒子的一侧作为恒温器，另一侧是施加给定压力的活塞。压力和温度在周期为$τ$的循环协议中变化：它们的相对偏移分别为$δ$和$ε$，构成了将系统拖离平衡的热力学力。系统的熵产生的分析允许定义共轭通量，其与提取的功和消耗的热成比例。在小$δ$和$ε$的限制下，通过一个非对角元素满足互反关系的$τ$依赖的Onsager矩阵的力的通量是线性的。活塞的动力学可以近似，通过粗粒化过程，由克莱因-克拉默斯方程，其中-在线性制度-产生解析表达式的Onsager系数和熵产生。在最大功率下的效率的研究表明，Curzon-Ahlborn公式总是一个上限，其在热力学力的值增加时接近，即在线性范围之外。在我们所有的分析中，绝热极限$τ\to \infty$和小力极限$δ,ε\to 0$没有直接关系。
2016-04-18 cond-mat.stat-mech
Brownian magneto-gyrator as a tunable microengine
当受到来自两个不同热浴的热噪声时，布朗粒子围绕势能最小值进行回转运动。在这里，我们提出了一个磁回转器由一个单一的带电布朗粒子，是由外部磁场转向。通过改变所施加的磁场的强度和方向，可以调整关键特性，例如旋转方向、发动机施加在约束电势上的扭矩以及微发动机传递的最大功率。通过在垂直于磁场方向的平面内旋转电势，可以获得进一步的可调谐性。我们表明，在这种通用的情况下，微型发动机可以失速，甚至扭转的磁场。最后，我们强调了磁回转器的一个属性，在过阻尼近似中没有对应物-从热到冷浴的热损失需要明确的粒子质量的知识。因此，即使在过阻尼极限下，微型发动机的效率也与质量有关。
2021-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Negative heat capacity and non-extensive kinetic theory
在非广延动力学理论的框架下，重新讨论了孤立自引力系统热容$C_V$的负性质。发现$C_V$对非广延参数$q$的依赖性产生一个负分支，其临界值对应于$q = 5/3$（$C_V\to - \infty$）.
2003-06-09 astro-ph cond-mat.stat-mech
Formulation of the relativistic heat equation and the relativistic kinetic Fokker-Planck equation using GENERIC
本文在GENERIC（General Equation for Non-Equilibrium Reversible-Irreversible Coupling）框架下建立了相对论热方程和相对论动力学Fokker-Planck方程。我们还证明了相对论性麦克斯韦分布是后者的定态解。GENERIC公式提供了另一种证明，即这两个方程是它们的非相对论性对应物的有意义的相对论性推广。
2015-05-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Thermodynamics on Time-Evolving Curved Spaces
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Advanced Intelligence Project (AIP)（理化学研究所先进智能项目中心）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学技术研究所）
针对具有时变度规的过阻尼朗之万系统，构建了随机热力学框架，揭示了度规时间变化对能量平衡的贡献，并证明了熵产生满足热力学第二定律。
2026-06-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Coupling-Induced Synchronized Motion and Stochastic Resonance in Overdamped Dimers
本研究探索热浴中双稳态势场的过阻尼二聚体系统，分析其耦合、噪声与周期扰动的动力学行为，定义成功跃迁比量化双粒子阈值跃迁，发现强弱耦合下该比值的不同特征及与随机共振的关联。
2024-11-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Violation of kinetic uncertainty relation in maser heat engines: Role of spontaneous emission
本研究通过比较脉泽热机的两种构型，发现自发辐射导致的退相干速率差异是KUR违反与否的决定性因素，为控制退相干以提升量子热机性能提供了指导。
2025-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Unsteady heat conduction processes in a harmonic crystal with a substrate potential
本文通过引入非局域能量，得到了具有衬底势的一维谐振晶体中动能和势能高频振荡的解析模型[1]。采用动力学温度（非局部温度）的推广，导出了一个封闭的方程，该方程决定了具有衬底势的谐振晶体中的热传播过程。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Kinetic Monte Carlo Simulations of a Model for Heat-assisted Magnetization Reversal in Ultrathin Films
为了开发实际上有用的系统，用于以太比特/cm $^2$以上的密度进行超高密度信息记录，需要同时实现室温下的高热稳定性和高记录速率。已经提出的一种达到该目标的方法是热辅助磁化反转（HAMR）。在该方法中，应用高介电常数材料，其介电常数在写入过程期间通过局部加热而暂时降低。在这里，我们提出了动力学蒙特卡罗模拟的HAMR的模型，在该模型中，在膜的中心部分的温度暂时增加到临界温度以上，例如通过激光脉冲。我们观察到，通过这种方法实现的加速，相对于在一个恒定的，亚临界温度下的开关时间，是最佳的中间强度的写入字段。利用有限系统中的成核诱导磁化翻转理论解释了这种效应。我们的研究结果应该是特别相关的记录介质具有较强的垂直各向异性，如Co-Co/Pt或Co/Pd多层膜。
2011-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A Single-granule Stirling Heat Engine
该研究设计了一种无热斯特林热机，通过振动流化颗粒和噪声注入实现可控的布朗动力学，验证了有限时间热力学的功率-效率权衡并实现了最大功率效率。
2025-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
