Multimode Brownian oscillators: Exact solutions to heat transport
本文针对多温度热库下的多模布朗振子非平衡热输运问题,提出一种代数方法以获得约化密度算符的精确时间局域运动方程,并数值验证了稳态热流结果,为开放量子系统非平衡统计力学提供了基础性工具。
2023-06-30 cond-mat.stat-mech
Nonergodic Brownian Dynamics and the Fluctuation-Dissipation Theorem
在广义朗之万方程的框架下,阐明了非遍历布朗运动。对于产生消失或发散的零频率摩擦强度的热噪声,非马尔可夫布朗尼南动力学表现出铆接,异常扩散行为的特征在于弹道或可能也是局部动力学。因此,这种定制的热噪声可能导致摇摆布朗马达中的定向传输的净加速度。为了保证第一类涨落耗散定理,确定了热噪声存在的两个显著条件。
2006-05-03 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Force--Torque Reciprocity and the Inference of Concealed Dissipation in a Geared Brownian Machine
West Los Angeles College(西洛杉矶学院)
研究互易布朗电机中机械失速坐标后的隐藏熵产生,通过引入可解析求解的朗之万电机,利用力 - 扭矩互易性和平移对称性,证明可仅通过观测坐标测量精确重构隐藏熵产生,无需时间尺度分离。
2026-07-14 cond-mat.stat-mech
Energetics of a driven Brownian harmonic oscillator
我们提供了一个布朗振荡器与热浴接触,并通过外部无偏的时间周期性的力量,需要系统的热力学平衡驱动的能量学的见解。求解相应的朗之万方程,计算了长时间定态下的平均动能和势能。推导了系统的能量平衡方程,研究了系统中的能量流动.特别是,我们确定的能量提供的外力,能量耗散的热浴和能量提供的热平衡波动。其次,我们说明了Jarzynski功涨落关系,并考虑了外力作用于系统的总功的定态涨落定理。最后,通过确定系统的时间尺度,我们分析了强阻尼制度,并讨论了惯性效应可以忽略时的过阻尼动力学问题。
2017-10-17 cond-mat.stat-mech
Callen-Welton fluctuation dissipation theorem and Nyquist theorem as a consequence of detailed balance principle applied to an oscillator
将细致平衡原理应用于谐振子,重新推导了奈奎斯特定理和卡伦-威尔顿涨落耗散定理。一开始就使用了电学概念,这使得每个物理学家都能理解这种考虑。也许这是统计物理学中这些著名定理的最简单的推导。经典极限可以理解为沃特斯通-赫拉帕斯均分定理的结果。
2018-11-16 cond-mat.stat-mech
Driven Brownian particle as a paradigm for a nonequilibrium heat bath: Effective temperature and cyclic work extraction
我们将基于涨落耗散比的依赖于频率的有效温度的概念应用于处于非平衡稳态的受驱动布朗粒子。使用该系统作为弱耦合谐振子的恒温器,该谐振子在整个频谱上根据相应有效温度下的正则分布热化。通过将振荡器从被动的“温度计”转变为热机,我们实现了从单个热库循环提取功,这仅由于其非平衡性质而可行。
2017-05-02 cond-mat.stat-mech
Heat fluctuations of Brownian oscillators in nonstationary processes: fluctuation theorem and condensation transition
我们研究了解析的几率分布的谐振子系综释放的热量的热浴,在非平衡弛豫过程中的温度淬火。本文着重研究非定常动力学中热分布的不对称性,以研究涨落定理随自由度的变化所采取的形式。在非常详细地分析了一个和两个振荡器的情况下,我们考虑了大量的振荡器的限制,其中的波动行为是丰富的凝聚过渡与非平凡的相图,其特征在于重入行为。数值模拟证实了我们的分析结果。我们还讨论并强调了如何从对称性破缺条件下的平衡波动研究中借用概念[Gaspard,J. Stat. P08021(2012)]在理解与标准波动定理的偏差方面是非常有用的。
2017-04-06 cond-mat.stat-mech
Notes on a non-thermal fluctuation-dissipation relation in quantum Brownian motion
本文回顾了Schwinger-Keldysh形式论中幺正性和平稳性如何导出超越热平衡的量子广义涨落-耗散关系,并展示了其在量子布朗运动及广义Langevin方程中的应用。
2023-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipation functions and Brownian oscillators
该研究以耗散函数为核心构建 Fokker-Planck 扩散过程的响应理论框架,并借助 Brownian oscillator 模型给出过阻尼与欠阻尼动力学的精确响应公式,同时揭示模型约化与响应提取在特定条件下的可交换性。
2025-07-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A hard disk analysis of momentum deficit due to dissipation
当布朗物体处于非平衡稳态时,作用在它上面的实际力不同于处于热平衡状态时的力。在我们以前的文件[物理。108(2012),160601]我们发现了一个一般原则,通过耗散引起的动量亏损(MDD)的概念将缺失力与耗散率联系起来。在这篇文章中,我们使用基于硬盘气体和布朗活塞的各种模型来研究该原理。解析地得到了力的显式表达式,并将结果与分子动力学模拟进行了比较。良好的一致性证明了MDD的有效性。
2012-04-30 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium coupled Brownian phase oscillators
研究了平衡态(高斯白噪声驱动)和非平衡态(对称二分涨落驱动)下的全局耦合相位振子模型。对于平衡系统,平均场状态方程具有简单的形式,并在序参量的全空间中考察了其解的稳定性。对于非平衡系统,各种渐近制度得到了一个封闭的分析形式。在一般情况下,相应的主方程数值求解。此外,蒙特卡罗模拟的耦合组的朗之万运动方程进行。给出了非平衡体系的相图。对于长时间的限制,我们发现了四种制度。其中三个可以由平均场论得到。其中之一,振荡制度,不能预测的平均场方法,并已检测到的蒙特卡罗数值实验。
2002-02-10 cond-mat.stat-mech
Brownian motion of classical spins : Anomalous dissipation and generalized Langevin equation
在这项工作中,我们分析了经典自旋与热浴相互作用的弛豫,从完全动力学的哈密顿描述。在具有反常耗散的广义朗之万方程(GLE)框架下,详细分析了一个类似的问题。导出了相应的Fokker-Planck方程,分析了平衡态几率分布的概念。在这个过程中,我们已经确定了一些困难,以获得平衡分布的非马尔可夫情况下,克服这一困难的补救措施也进行了讨论。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum Chaotic Fluctuation-Dissipation Theorem: Effective Brownian Motion in Closed Quantum Systems
本文以随机矩阵的形式解析地描述了不可积可积系统一般观测量在扰动后向平衡态的衰减。我们进一步得到了一个可观测量的时均涨落的解析形式,它是以衰变到平衡态的速率表示的。我们的结果表明,出现了一个波动耗散定理对应的经典布朗过程,具体地说,Ornstein-Uhlenbeck过程。我们的预测可以在量子模拟实验中得到验证,从而有助于弥合量子热化理论和实验研究之间的差距。我们测试我们的分析结果通过精确的数值实验中的自旋链。我们认为,我们的涨落耗散关系可以用来衡量一个孤立的量子系统的非平衡动力学的状态密度。
2019-05-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Under which conditions is quantum brownian motion observable in a microscope?
我们研究在什么条件下我们可以期望在显微镜中观察到量子布朗运动。利用涨落耗散定理,我们研究了欧姆浴中的量子布朗运动,并估计了观察从经典到量子行为的交叉所需的时间和空间精度。
2010-05-25 cond-mat.stat-mech
Reconciling nonlinear dissipation with the bilinear model of two Brownian particles
单粒子的布朗运动是耗散系统非平衡动力学的典型模型。在系统加水库的方法中,可以从耦合到代表其热环境的振荡器浴的系统的可逆动力学导出粒子的运动方程。然而,将系统加储存库的方法扩展到集体环境中的多个粒子并不简单,为此提出了相互冲突的模型。在这里,我们着手调和两个布朗粒子的非线性和双线性模型的某些方面。我们展示了如何最初来自指数系统水库耦合的非线性耗散可以替代地从双线性拉格朗日,修改后的谱函数,明确取决于粒子之间的距离。作为应用,我们讨论了如何避免标准非线性模型中的反常扩散,以及如何唯象地模拟粘性流体中一对布朗粒子之间的流体动力学相互作用。
2022-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Performance at maximum figure of merit for a Brownian Carnot refrigerator
本文研究对称低耗散布朗类卡诺制冷机在最大品质因数下的性能系数,发现准静态时与宏观卡诺一致,不可逆时对应 Curzon-Ahlborn 效率。
2024-02-08 cond-mat.stat-mech
Energetics of stochastic limit-cycle oscillators: when does coupling reduce dissipation?
Technische Universität Dortmund(多特蒙德工业大学);Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学)
研究随机极限环振子的能耗,探讨耦合如何影响耗散,发现Cartesian耦合在不同条件下均能降低耗散。
2026-07-13 cond-mat.stat-mech
Exact dynamics of driven Brownian oscillators
利用Wigner相空间高斯波包方法构造了受驱动布朗振子系统的量子主方程。外场和损耗的相互作用导致该系统有效的场校正,增强了极化。这种合作性质是由于一个有效的浴响应施加在系统上的外场。它在低频驱动和中间浴存储区是重要的。我们证明了这种非马尔可夫效应的线性响应和非线性动力学和分析结果与解析渐近表达式。
2009-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Heat Dissipation from Brownian Particles under Hydrodynamic Interactions
研究了单布朗大分子在水溶剂中的非平衡热力学。它们在流体动力学相互作用和外部代理对其运动的反馈控制下。大分子由带有乘性噪声的朗之万方程描述。大分子对水溶剂所作的功以热的形式消散。因此,热被表示为大分子和水溶剂之间的相互作用力沿着大分子的位置空间轨迹的积分。由于大分子的布朗运动,这种积分是随机的。我们表明,Stratonovich处方的整合是唯一的物理选择。我们还表明,热力学量,如热量,工作,和熵产生,推导出没有任何歧义,如果扩散矩阵和外部反馈控制是已知的先验。
2006-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Field-induced dynamics in the quantum Brownian oscillator: An exact treatment
我们考虑一个量子线性振子耦合到一个在任意温度下处于平衡态的水浴中,然后暴露在一个任意形式和强度的外场中。然后导出了任意时刻处于非平衡态的耦合振子的闭合形式的约化密度算符。
2010-07-23 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Microscopic chaos from Brownian motion in a one-dimensional anharmonic oscillator chain
通过分析嵌入在最近邻非简谐Fermi-Pasta-Ulam振子链中的重杂质的位置和动量的统计特性,数值研究了多自由度系统中微观混沌与宏观行为的关系.对于这个模型,我们已经发现,行为的弛豫时间的动量自相关函数的杂质是不同的,这取决于动力学制度(无论是定期或混乱)的晶格。
2002-01-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Minimal coupling in oscillator models of quantum dissipation
耗散谐振子有两种表示。在第一种表示中,中心振荡器以其位置耦合到振荡器浴。在第二种情况下,它与它的动量耦合到浴缸。这两种表示都通过一个幺正变换联系起来。如果中心振子以其位置和动量耦合到两个独立的浴,则不存在这样的么正变换。我们讨论了两种可能的模型,这种类型和它们的物理相关性。
2012-03-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Jarzynski equality and the second law of thermodynamics beyond the weak-coupling limit: The quantum Brownian oscillator
本文考虑了一个耦合到任意强度的水浴中的含时量子线性振子。然后,我们引入了广义Jarzynski等式(GJE),其中包括反映系统浴耦合的条款。这使我们能够系统地研究非平衡过程中耦合效应对线性振子的影响。这也与超出弱耦合极限的热力学第二定律有关。接下来我们考虑经典极限中的GJE。通过这种推广,我们表明,Jarzynski等式在其原始形式可以与第二定律,在量子和经典域,只有在消失的小耦合制度。
2014-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Symmetry Relations for Trajectories of a Brownian Motor
布朗马达是一种纳米级或分子器件,它结合了热噪声、空间或时间不对称性以及无方向输入能量的影响来驱动定向运动。由于输入能量,布朗马达的功能远离热力学平衡,并且诸如线性响应理论、波动耗散关系和细致平衡之类的概念不适用。然而,{ \em广义}涨落-耗散关系指出,即使在强非平衡条件下,跃迁的概率与该跃迁的时间反转概率之比是由于跃迁而引起的系统内能变化的指数。在这里,我们推导出一个布朗电动机的广义波动耗散定理的概率之间的比例为电机采取向前一步,并采取向后一步的概率的扩展。
2007-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Array-induced collective transport in the Brownian motion of coupled nonlinear oscillator systems
研究了周期性衬底势作用下的简谐耦合粒子阵列在外加偏压驱动下的布朗运动。在线性响应极限(小偏压)下,粒子间的耦合可能会增强扩散过程,这取决于谐波链与衬底电势之间的竞争。在单粒子情况下,还得到了扩散速率的解析公式。在非线性响应区域,运动的扭折可能与其辐射的声子波锁相,因此链的迁移率可能随着外力的增加而减小。
1998-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Quantum counterpart of energy equipartition theorem for a dissipative charged magneto-oscillator: Effect of dissipation, memory, and magnetic field
在本文中,我们制定和研究的能量均分定理的量子对应的带电量子粒子运动的谐波势存在一个均匀的外部磁场和线性耦合的被动量子热浴通过坐标变量。浴缸被建模为一个独立的量子谐振子的集合。导出了带电耗散磁振子的平均动能和平均势能的封闭形式表达式,分别表示为$E_k = \langle \mathcal{E}_k \rangle$和$E_p = \langle \mathcal{E}_p \rangle$,其中$\mathcal{E}_k$和$\mathcal{E}_p$表示单个恒温振子的平均动能和平均势能.净平均是双重的,第一个是在恒温器的吉布斯正则状态上,给出$\mathcal{E}_k$和$\mathcal{E}_p$,第二个由$\langle . \rangle$表示,是在浴振荡器的频率$ω$上,该浴振荡器分别根据概率分布$\mathcal{P}_k(ω)$和$\mathcal{P}_p(ω)$对$E_k$和$E_p$有贡献。本量子版本的均分定理的波动耗散定理(线性响应理论框架内)的关系也进行了探讨。此外,我们调查的外部磁场的影响和不同的耗散过程的效果,通过高斯衰减,德鲁德和辐射浴谱密度函数,对典型的性能$\mathcal{P}_k(ω)$和$\mathcal{P}_p(ω)$。最后,在耗散带电磁振子平均动能和势能的背景下分析了系统-浴槽耦合强度和记忆效应的作用。
2021-12-29 cond-mat.stat-mech
Dissipation peak as an indicator of sample inhomogeneity in solid $^4$He oscillator experiments
本文发展了一个简单的唯象模型,用于最近在固体$^4$ He上进行的扭振实验。在这个模型中,对于一个均匀的样品,在振荡器的频率的变化和它的最大阻尼在表观超固体过渡之间有一个特定的定量关系。许多已发表的数据不满足这种关系,表明在这些样品中的耗散峰强烈不均匀加宽。
2007-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermal brachistochrone for harmonically confined Brownian particles
谐振子的过阻尼布朗动力学是非平衡统计力学中的一个典型系统,它可靠地模拟了相关的随机系统,如受光约束的胶体粒子。在这项工作中,最佳的热协议量身定制,以尽量减少过阻尼$d$维振荡器的平衡态之间的连接时间。控制理论的应用表明,这些最优方案是bang-bang型的,也就是说,浴的温度必须交替地采取允许的最小值和最大值。最小连接时间随所考虑的尺寸$d$而增加。值得注意的是,即使对于对称振子也是如此,例如,具有球对称性的振子,其中弹性常数沿$d$可能方向的简并似乎意味着最小连接时间等于一维情况。当增加维度时,这种令人惊讶的不可避免的代价在物理基础上得到了彻底的研究和理解。此外,信息理论工具,如热力学长度和它的分歧进行了分析的最速降线。
2022-08-31 cond-mat.stat-mech
Generalized fluctuation-dissipation relation and statistics for the equilibrium of a system with conformation dependent damping
刘维尔定理基于多粒子系统的哈密顿流(微正则系综),指出(定态)平衡态几率分布是哈密顿量的函数。在热力学极限下,正则系综对应于微正则系综。相反,一个布朗粒子(BP)的动力学是明确的非哈密顿与力和阻尼项在它和在另一个极端的热力学极限承认麦克斯韦分布(MD)的速度和Boltmann分布(BD)的位置(当在势)。这是由于涨落耗散关系(FDR),正如爱因斯坦首先介绍的那样,它迫使麦克斯韦分布到布朗粒子。对于一个无结构的BP,这个理论的工作是一个实验验证的事实,超过一个世纪了。考虑一个结构化的布朗粒子,我们将证明BD和MD不能确保平衡。我们将在非齐次空间零电流要求的基础上导出一个广义FDR。我们的FDR和由此产生的广义均衡分布恢复标准的在适当的限制。
2012-11-20 cond-mat.stat-mech
Observing Brownian motion in vibration-fluidized granular matter
上世纪初,Gerlach和Lehrer观察到了一根浸入平衡环境(气体)中的极细金属丝的旋转布朗运动。这个简单的实验最终使平衡统计力学最重要的思想之一得到了充分的发展:大量分子与金属丝碰撞的非常复杂的多粒子问题,只能用两个宏观参数来表示,即粘度和温度。这个在数学上发展起来的朗之万模型和涨落耗散定理能用来描述远离平衡的系统吗?在这里,我们解决这个问题,并重现Gerlach和Lehrer实验在一个原型的非平衡系统中,通过浸没在一个颗粒系统的毫米级颗粒,流化由强烈的外部振动的敏感扭转振荡器。振动流化颗粒介质是一个驱动环境,具有连续的注入和能量耗散,浸没振荡器可以被视为类似于弹性约束的布朗粒子。我们表明,通过测量噪声和磁化率,该实验可以被处理,在第一近似,与平衡情况下相同的形式主义,使实验获得“颗粒粘度”和“有效温度”,然而各向异性和不均匀,并产生令人惊讶的结果,即振动流化的颗粒物质表现为满足波动-耗散关系的“热"浴。
2003-10-02 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium dynamics in the quantum Brownian oscillator and the second law of thermodynamics
我们首先制备了一个在任意温度下弱耦合到处于平衡态的水浴的量子线性振荡器。我们通过改变耦合振子的哈密顿参数,即它的弹性常数或质量,按照任意的但预先确定的协议来干扰这个系统,从而对它进行外功,然后我们导出了耦合振子沿这个非平衡过程的约化密度算符的封闭表达式以及与相应的准静态过程有关的精确表达式.这立即使我们能够分析地讨论非平衡过程的热力学第二定律。然后我们导出了一个克劳修斯不等式,并得到了它支持第二定律的有效性,作为[1]中引入的对准静态对应物有效的克劳修斯不等式的一致推广。
2011-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Brownian motion in a magnetic field: Transition from monotonic to oscillatory behaviour
研究了带电粒子在磁场中的布朗运动。我们研究这在高温经典和低温量子域。在这两个域中,我们观察到的过渡的均方位移从单调的行为阻尼振荡的行为,因为一个增加的磁场的强度。当磁场的强度可以忽略不计时,均方位移在经典域中随时间线性增长,在量子域中随时间几何地增长。我们注意到,这些功能的均方位移是强大的,并保持基本相同的欧姆耗散模型和一个单一的弛豫时间模型的内存内核。从我们的分析产生的预测可以测试对实验中捕获的冷离子。
2018-06-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonergodic Brownian oscillator
Department of Mathematics, Saint Anselm College(圣安瑟姆学院数学系)
该研究针对与非马尔可夫热库耦合的布朗简谐振子,揭示其存在各态历经与非各态历经构型,频率切换时会发生类似二级相变的参数型各态历经-非各态历经转变。
2026-08-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The Clausius inequality beyond the weak coupling limit: The quantum Brownian oscillator revisited
我们考虑一个量子线性振子以任意强度耦合到一个任意温度的水浴中。我们找到了振子密度算符的精确封闭表达式。这种状态是非正则的,但可以被证明是等效的,在一个有效的温度T_{eff}的有效质量和有效的弹性常数的非耦合线性振荡器。我们推导出一个有效的克劳修斯不等式Δ Q_{eff} =< T_{eff} dS,其中Δ Q_{eff}是有效(弱耦合)振子和浴之间交换的热,S代表有效振子的热熵,与耦合振子的冯诺伊曼熵相同。使用这个不等式(对于耦合强度变化的循环过程),我们确认了第二定律的有效性。对于固定的耦合强度,这个不等式也可以用振子质量或其弹性常数的变化来检验。它永远不会被侵犯。因此,适当定义的克劳修斯不等式比以前假设的更鲁棒。
2009-12-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence of a dissipative Brownian charged magneto-anharmonic oscillator: an information theoretic approach
SASTRA Deemed University(萨斯特拉认定大学);Haldia Institute of Technology(哈尔迪亚理工学院);Raman Research Institute(拉曼研究所)
本研究采用微扰技术求解磁场中各向异性非简谐振荡器的退相干问题,推导弱耦合下非马尔可夫主方程,发现非简谐性参数α增强退相干且信息回流,提出冷离子实验方案,对量子技术领域有参考价值。
2025-10-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Brownian oscillators driven by correlated noise in a moving trap
研究了布朗振子,即处于热涨落环境中的微米级或更小的粒子。约束简谐势可以以恒定速度运动。与标准朗之万理论不同的是,驱动粒子的混沌力在时间上是相关的。粒子的动力学描述的广义朗之万方程的惯性项,色噪声力,和记忆积分。我们考虑系统中的两种存储器。第一个对应于弱粘弹性流体中的指数相关噪声,在第二种情况下,记忆自然出现在Navier-Stokes流体动力学中。在这两种情况下,使用一个简单而有效的方法得到了精确的解析解,迄今为止,在这类问题中没有应用。
2012-02-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Power functional theory for Brownian dynamics
经典的密度泛函理论为确定非均匀流体的平衡性质提供了一个精确的变分框架。我们报告了一个推广的DFT处理的非平衡动力学的经典多体系统的布朗动力学。我们的方法是基于由可逆的自由能变化和不可逆的功耗动态功能。最小化这个“自由功率”功能相对于微观单体电流产生一个封闭的运动方程。在平衡极限,理论恢复了DFT的标准变分原理。用理想气体的功率耗散泛函近似绝热动力学密度泛函理论。近似过剩(超过理想)的功率耗散产生数值上易于处理的运动方程超越绝热近似,打开了大门系统的研究远离平衡。
2013-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonergodic Brownian oscillator: High-frequency response
本文研究布朗振子在局域简正模形成条件下对周期外力的高频响应,揭示非遍历区的无界共振及临界频率处的次线性准共振。
2023-04-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum partition of energy for a free Brownian particle: Impact of dissipation
我们研究经典系统能量均分定理的量子对应。我们考虑一个自由量子布朗粒子建模的Caldeira-Leggett框架:一个系统加上恒温器组成的无限数量的谐振子。根据关于量子粒子的平均动能$E_k$的定理,它被表示为$E_k = \langle \mathcal E_k \rangle$,其中$\mathcal E_k$是恒温器的每一个自由度的热动能,而$\langle ...\rangle$表示根据概率分布$\mathbb P(ω)$对$E_k$有贡献的恒温器振荡器的频率$ω$上的平均。我们探讨了各种耗散机制的影响,通过德鲁德,高斯,代数和德拜谱密度函数,$\mathbb{P}(ω)$的特性。分析了系统-恒温器耦合强度和记忆时间对布朗粒子的最可几恒温振荡频率和动能$E_k$的影响。
2019-04-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
Minimum-dissipation principle for synchronised stochastic oscillators far from equilibrium
本文证明远离平衡的q态Potts模型满足线性稳定性-耗散关系,并据此提出最小耗散原理,指出动力学选择耗散最小的稳定非平衡态,适用于任意远离平衡的随机动力学。
2025-01-27 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Effective temperatures of a heated Brownian particle
我们研究了一个特别简单的非平衡静止系统,即一个加热的布朗粒子悬浮在流体中的有效温度的各种可能的定义。基于波动耗散比的有效温度取决于所考虑的时间尺度,因此不可能对加热粒子进行简单的朗之万描述。这个有效温度的短时间和长时间的限制被证明是一致的温度估计从动能和爱因斯坦关系,分别。涨落定理提供了温度的另一种定义,它与涨落耗散率的短时值相一致。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Trade-off between coherence and dissipation for excitable phase oscillators
本文研究了可激发振子(如神经元)中相干性与耗散的权衡,表明TUR和SNIC界限共同约束了单个单元的峰峰间隔涨落,限制了相干共振现象,并扩展至强耦合振子集合。
2024-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.AO
A reduction scheme for coupled Brownian harmonic oscillators
我们提出了一个由两个耦合的谐波束缚布朗振子组成的系统的约化方案。我们通过构建一个低维模型,继承了一些原始动力学的基本特征,并写在合适的传输系数的描述减少。建议的程序是双重的:而确定性的动态组件是通过直接应用的不变流形方法,扩散项通过波动耗散定理确定。我们突出的行为的系数的耦合参数,这标志着一个收缩的描述是可用的区间的端点的临界值。研究弱耦合制度的解决和交换性的替代减少路径也进行了讨论。
2022-12-13 cond-mat.stat-mech math-ph math.AP
Brownian motion of a particle with higher-derivative dynamics
该研究推导了高阶导数动力学粒子的布朗运动方程,并以随机Pais-Uhlenbeck振荡器为例,发现玻尔兹曼分布虽为稳态解但存在病态问题。
2023-11-11 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Elementary derivation of the dissipation-coherence bound for stochastic oscillators
ICREA-Complex Systems Lab, Universitat Pompeu Fabra(巴塞罗那庞培法布拉大学);Universal Biology Institute, The University of Tokyo(东京大学)
通过结合高阶热力学不确定关系与相位电流涨落条件,初等推导了随机振荡器的耗散-相干边界,并推广至非高斯系统。
2026-06-23 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Dissipative dynamics of a Harmonic Oscillator : A non-perturbative approach
本文从微观理论出发,导出了谐振子与一组无相互作用振子耦合的主方程。我们遵循一个非微扰的方法,提出了我们以前的自由布朗粒子。的扩散常数进行了计算分析和积极的主方程被示出以上的临界温度举行。我们比较的平均动能和势能与已知的热力学结果的长时间行为。在系统谐振子频率消失的极限下,恢复了自由布朗粒子的结果。
2009-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Attaining entropy production and dissipation maps from Brownian movies via neural networks
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院)
量化熵产生(EP)对于理解介观尺度上的随机系统(如生物体或生物组装体)至关重要。然而,在不跟踪相关变量的情况下,从实验记录的时间序列图像数据中找出EP发生的位置和程度是具有挑战性的。在这里,我们应用卷积神经网络(CNN)(一种强大的图像处理工具),通过仅从电影中计算的无监督学习算法开发了EP的估计方法。结合CNN最后一层的注意力图,我们的方法不仅可以量化随机EP,而且可以产生EP的时空模式(耗散图)。我们表明,我们的方法准确地测量EP,并在两个非平衡系统,珠弹簧模型和弹性细丝网络创建一个耗散图。我们进一步确认高性能,即使有噪音,低空间分辨率的数据,和部分观察到的情况。我们的方法将提供一个实用的方法来获得耗散映射,并最终有助于揭示复杂系统的非平衡性质。
2021-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cs.LG
Thermodynamics and optimal protocols of multidimensional quadratic Brownian systems
我们刻画了多维二次过阻尼系统的有限时间热力学过程。解析表达式提供的热量,工作,和耗散的系统协方差矩阵的任何演变。协方差矩阵之间的Bures-Wasserstein度量自然地作为耗散的局部量词出现。如何应用这些几何工具,以确定最佳的协议的一般原则进行了讨论。专注于相关的慢驾驶限制,我们展示了如何这些结果可以用来分析的情况下,实验控制系统是部分的。
2022-03-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipation and fluctuations of CMOS ring oscillators close to criticality
University of Luxembourg(卢森堡大学);Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
研究CMOS环振荡器在接近临界点时的耗散与波动,揭示了耗散减少与局部稳定性增强的关系,并发现噪声诱导的振荡具有亚线性退相干时间。
2025-11-28 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Thermodynamic anomalies in the presence of dissipation: from the free particle to the harmonic oscillator
耦合到热浴的自由粒子可以表现出许多热力学异常,如负比热或重入经典性。这些低温现象预计将在非常低的温度下进行修改,其中与能谱的离散性相关的有限尺寸效应变得相关。本文探讨了阻尼谐振子中自由阻尼粒子的热力学反常以何种形式出现。由于充分考虑了振子能谱的离散性,结果对任意温度都是有效的。正如预期的那样,它们与热力学第三定律一致,并表明自由阻尼粒子的热力学异常如何与第三定律相协调。特别注意的是,从谐振子到自由粒子的过渡时,采取的限制的振荡器频率为零。
2014-02-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Multi-mode Brownian Dynamics of a Nanomechanical Resonator in a Viscous Fluid
针对粘性流体中纳米机械梁的布朗运动限制,研究结合流体动力学、弹性方程与涨落–耗散定理建立多模位移PSD解析理论,并经空气和水中实验验证。
2023-11-01 cond-mat.stat-mech physics.app-ph physics.flu-dyn
Brownian Emitters
考虑布朗谐振子,它通过摩擦或电磁辐射的发射耗散能量。这种布朗发射体由周围的热量子涨落驱动,理论上由涨落耗散定理描述。它示出了如何Abraham-Lorentz力导致的振荡器振幅谱密度的峰值频率上的半宽度的依赖性。我们还发现,对于一个带电粒子,在真空中运动,在零温度下,其均方根速度波动是一个普适常数,约等于光速的1/18。导出了相应的Klein-Kramers方程和Smoluchowski方程。
2016-06-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
From Generalized Langevin Equations to Brownian Dynamics and Embedded Brownian Dynamics
the Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出将广义郎之万方程还原为仅坐标相关的随机模型,并研究通过典型布朗动力学进行近似的方法,探讨内禀频率对近似精度的影响,并在近似不足时通过嵌入非局部模型到扩展动力学中来进一步改进。
2017-03-21 cond-mat.stat-mech cs.NA math.NA
Nonergodic Brownian oscillator: Low-frequency response
本文研究非遍历布朗振子在低频外力下的响应,发现虽然无法满足共振条件,但在临界极限下会出现振幅随时间亚线性增长的准共振响应,补充了先前高频响应研究的结果。
2023-06-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP