Growing non-equilibrium length in granular fluids: from experiment to fluctuating hydrodynamics
通过实验和数值模拟研究了二维颗粒流体的速度相关性。的速度结构因子的横向分量揭示了两个定义良好的能量尺度，与外部的“浴温”$T_b$和与内部的颗粒，$T_g<T_b$，相关的大和小的波长分别。实验和数值数据进行了讨论内波动的流体动力学模型，它允许一个定义和测量的非平衡相干长度$ξ$，随着密度的增长，其特征在于在速度场的顺序。
2011-09-20 cond-mat.stat-mech
Steady-state thermodynamics for population dynamics in fluctuating environments with side information
稳态热力学（SST）是一个相对新兴的物理学分支，它处理稳态之间的转变。在本文中，我们发现了一个类似SST结构的生物种群动态，可以感觉到他们的波动环境。由于SST中的热量分为两部分，我们将种群增长分解为两部分：管家增长和超额增长。然后，我们推导出克劳修斯等式和不等式的过度增长。使用数值模拟，我们展示了克劳修斯不等式的行为取决于噪声的大小和生物体采用的策略。最后，我们讨论了我们的研究结果的新颖性，并将其与以前的研究进行比较。
2021-12-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermodynamic bounds and symmetries in first-passage problems of fluctuating currents
King’s College London（伦敦国王学院）
针对马尔可夫链中具有两个边界的电流首次通过问题，发展了一种推导热力学界的方法，并揭示了最优电流满足的对称性。
2026-06-29 cond-mat.stat-mech
Fluctuating hydrodynamics in a vertically vibrated granular fluid with gravity
我们研究了二维颗粒流体中的流体动力学波动，在重力的存在下，由一个振动的基地和激发，侧重于横向速度模式。由于系统是不均匀的，我们测量波动的水平层的宽度小于特征流体动力学长度：它们可以被认为是几乎均匀的子系统。模式的自相关的大时间衰减是指数和兼容的涡度扩散由于剪切粘度，在平衡流体。的速度结构因子，强烈偏离平衡常数的行为，以及再现由两个噪声项描述的有效的脉动流体动力学：第一个与涡度扩散和第二个与本地能量交换，其中有内部和外部字符，分别。
2011-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Open system trajectories specify fluctuating work but not heat
基于对平均力哈密顿量的明确认识，在任意相互作用强度下，与热环境接触的开放系统的经典统计力学和平衡热力学都可以用公式表示。尽管平均力的哈密顿量唯一地决定了强耦合开放系统的平衡相空间概率密度，但仅凭这个概率密度的知识不足以确定平均力的哈密顿量，这是构建基础统计力学和热力学所需要的。我们证明，在平均力的哈密顿量是已知的假设下，从平均量的水平波动的对象（即随机热力学）的热力学结构的扩展是可能的。然而，这种构造也不期望地涉及巨大的模糊性。这种情况的根源在于，我们明显缺乏一个物理学指导原则，无法将一个有物理意义的理论从众多其他同样可以想象的理论中区分出来。
2016-08-26 cond-mat.stat-mech
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
Lectures on non-equilibrium effective field theories and fluctuating hydrodynamics
本文综述了有限温度下非平衡过程的有效场论（EFT）的最新进展，包括涨落流体力学的新公式和热力学第二定律的新证明。在为这类系统制定环境公平原则时有一些新的内容。首先，IR变量的性质与平衡或接近真空的系统的IR变量的性质非常不同。其次，虽然平衡系统的所有静态性质原则上都可以从配分函数中提取，但似乎没有这样的量可以捕获所有非平衡性质。第三，非平衡过程通常涉及耗散，这是众所周知的难以用作用原理来处理。审查的目的是解释如何解决这些问题的教学方式，波动流体力学作为一个主要的例子。
2018-05-23 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Stochastic thermodynamics of macrospins with fluctuating amplitude and direction
本文考虑了在外加磁场作用下，宏观自旋的广义朗之万动力学中的随机能量平衡和熵产生。EP使用Fokker-Planck方程计算，区分概率流的可逆和不可逆部分。由于不可逆的非平衡过程，系统熵增加，并随着热耗散到周围环境中而减少。利用时间正向轨迹和时间反演下共轭轨迹的路径概率分布，得到了全随机EP的涨落定理。我们表明，共轭轨迹的选择是至关重要的，在获得熵一样的数量，服从FT。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Equilibrium return times of small fluctuating clusters and vacancies
在热力学平衡条件下，研究了涨落二维团簇或空位回到给定组态的期望返回时间。我们定义了一个家庭的键断裂模型，保持粒子的数量。在快速粒子扩散和缓慢附着-脱离动力学的限制下，该族包括空位内的边缘扩散和表面扩散。在这些键断裂模型的框架内，预期的返回时间被发现依赖于组态的能量和通过从团簇中移除单个粒子而形成的激发态的能量。高低温制度进行了研究。我们澄清的条件下，返回时间是一个非单调的函数的温度：一个最小值被发现时，平均超过激发态的配置加权其附着概率的能量低于平均在所有状态的能量。此外，我们表明，返回时间最小的最佳温度被转移到一个更高的温度相比，在平衡概率最大的温度。这种偏移受团簇边缘的平均曲率的影响，因此对于空位而言更大。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuating hydrodynamics approach to equilibrium time correlations for anharmonic chains
线性脉动流体力学是一种有用的和通用的工具，用于描述流体，以及其他系统的保守领域，在介观尺度上。然而，在一个空间维度上，输运是异常的，这需要发展波动流体动力学的非线性扩展。相关的非线性原来是二次部分的欧拉电流时，扩大相对于一个统一的背景。我们概述了理论和比较与最近的分子动力学模拟。
2016-01-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Equilibrium measurement method of slip length based on fluctuating hydrodynamics
我们进行平衡分子动力学模拟纳米流体之间的两个平行的墙壁和调查的自相关函数的力作用在一个墙上是如何与滑移长度。我们证明，原子光滑表面，自相关函数是准确地描述线性波动流体力学（LFH）。在很宽的尺度范围内，特别是，从流体松弛的时间尺度，甚至分子运动的模拟和LFH的解决方案之间的协议被发现。拟合的模拟数据产生一个合理的估计的滑移长度。我们表明，LFH提供了一个起点，检查之间的关系的滑移长度和力的波动。
2020-03-02 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Randomly Fluctuating Potential Controlled Multistable Resonant Tunneling Current through a Quantum Dot
利用自回归模型，研究了在栅电压脉冲序列作用下，量子点在随机涨落势场中的输运。我们发现，当在非平衡稳态建立之前施加具有有限关联时间的涨落势时，隧道电流是多稳态的。如果电势具有有限的相关时间，则非平衡稳态电流在很大程度上依赖于瞬态期间的波动电势的历史。此外，在波动电位的路径上的平均电流是其强度和相关时间的函数。因此，我们的工作提供了一个强有力的理论建议，通过量子点的非平衡稳态电流的控制在一个随机波动的潜力。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fluctuating work in coherent quantum systems: proposals and limitations
量子热力学最重要的目标之一是证明热力学协议相对于经典协议的优势。为此，有必要（i）开发理论工具和实验装置来处理热力学背景下的量子相干性，并（ii）阐明哪些性质在热力学过程中是真正的量子。在这篇简短的评论中，我们讨论了定义和测量允许捕获量子干涉现象的工作波动的建议。我们还讨论了由于测量反作用而产生的基本限制，以及工作分布和量子上下文之间的联系。我们希望这里总结的不同结果能激励进一步研究量子现象在热力学中的作用。
2018-05-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
A New Perspective on Thermally Fluctuating 2D Elastic Membranes: Introducing Odd Elastic Moduli and Non-Equilibrium Effects
本文研究具有奇数弹性模量的热涨落二维弹性膜，通过各向同性弹性张量推广引入 $K_{odd}$ 和 $A_{odd}$ 以刻画非平衡主动效应，并利用 Langevin 方程和重正化群分析揭示两种模量在长尺度下的不同影响，同时提出无需粗粒化的新模拟方法。
2023-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuating Entropy Production on the Coarse-Grained Level: Inference and Localization of Irreversibility
本研究建立基于片段和马尔可夫事件的框架，将单条轨迹的熵产生与粗粒化动力学统一，实现对总熵产生在时空上的定位，并提出检测隐藏驱动的方法，适用于偶变量与奇变量及欠阻尼Langevin动力学。
2023-09-14 cond-mat.stat-mech
Fluctuating Non-linear Non-equilibrium System in Terms of Nambu Thermodynamics
本文提出用广义南部动力学刻画远离平衡且含涨落的非平衡热力学系统，通过三角反应、BZ反应和H-R模型展示南部括号的适用性，并揭示熵演化的周期性及哈密顿量对熵增的抑制作用。
2024-12-30 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Fluctuating Currents in Stochastic Thermodynamics I. Gauge Invariance of Asymptotic Statistics
随机热力学使用马尔可夫跳跃过程来模拟可观察的介观状态之间的随机跃迁。物理电流是从定义在表示状态网络的图的边缘上的反对称跳跃可观测量获得的。这种电流的渐近统计特征标度累积量。本文利用马尔可夫模型的代数和拓扑结构证明了标度累积量母函数的规范不变性。利用这一不变性产生一个有效的算法实际计算的渐近平均值和相关积分。我们讨论了我们的方法如何推广平均熵产生率的Schnakenberg分解，以及它如何统一以前的工作。我们的研究结果的具体模型的应用中提出了相应的出版物。
2015-07-29 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fluctuating observation time ensembles in the thermodynamics of trajectories
随机系统的动力学，无论是经典的还是量子的，都可以通过分析动力学轨迹的统计特性来研究。这样的轨迹的合奏，但固定的时间的属性描述的大偏差（LD）率函数。这些LD功能的动态自由能的作用：它们是累积量生成函数的时间积分可观的，其解析结构编码的动态相行为。这种“轨道热力学”方法对于轨道和动力学的意义，就像统计力学的平衡系综方法对于位形和静力学的意义一样。在这里，我们表明，就像在静态的情况下，有各种各样的替代合奏的轨迹，每一个定义的全球约束，与固定的总时间的轨迹只是其中之一。我们表明，一个合奏的轨迹，其中一些时间广泛的数量是恒定的（和大），但总的观测时间波动，相当于固定时间合奏，和LD功能，描述一个合奏可以从那些描述其他。我们讨论了如何广义合奏之间的等价性可以利用路径采样计划生成罕见的动力学轨迹。
2013-11-05 cond-mat.stat-mech
From Massively Parallel Algorithms and Fluctuating Time Horizons to Non-equilibrium Surface Growth
我们研究了离散事件模拟的大规模并行算法的渐近标度特性，其中离散事件是泊松到达。模拟时间范围的演变类似于非平衡表面。蒙特卡罗模拟和粗粒度近似表明，在稳态下的宏观景观是由爱德华-威尔金森哈密顿量。由于该算法的效率对应于相关表面中的局部极小点的密度，我们的结果意味着该算法是渐近可扩展的。
2000-02-01 cond-mat.stat-mech cs.DC physics.comp-ph
Fluctuating dynamics at the quasiperiodic onset of chaos, Tsallis q-statistics and Mori's q-phase thermodynamics
我们分析了临界圆映射中从黄金分割过渡到混沌的波动动力学，发现临界吸引子内的轨迹由混合在一起的无穷多组幂律组成。我们阐明这种结构的协助下，已知的重整化群（RG）的结果。接下来，我们继续权衡Tsallis的熵和Mori的热力学理论方案的新发现，并观察到的行为在很大程度上比以前报道的更丰富。我们发现系统对初始条件的对初始条件的敏感性具有交织q指数族的形式，并确定了其q指数和广义Lyapunov系数谱.此外，临界吸引子内的动力学被发现由不是一个，而是一个集合的森的q-相变与层次结构。Mori的“热力学场”变量q在每次跃迁时的值对应于熵指数q的相同特殊值。我们讨论了这两种形式之间的关系，并指出有用的方法，以确定通用的轨迹标度函数和/或动态相变的发生和表征。
2006-03-15 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Frenet algorithm for simulations of fluctuating continuous elastic filaments
基于统计力学和微分几何的结合，提出了一种新的算法来生成波动连续弹性细丝的平衡构型。我们用它来计算的分布函数的非零自发曲率的细丝的端到端的距离，并表明，对于小的扭曲和大的弯曲刚度，有一个中间的温度范围内的细丝变得几乎完全拉伸。我们表明，体积的相互作用可以纳入我们的算法，证明这一点，通过计算排除体积上的灯丝的端到端距离的影响。
2001-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dependence of integrated, instantaneous, and fluctuating entropy production on the initial state in quantum and classical processes
我们考虑在某一初始态$ρ$上由一个固定的量子或经典过程引起的额外熵产生（EP），它高于在任何初始态上由相同过程引起的最小EP.我们发现，这个额外的EP，我们称之为“失配成本的$ρ$“，具有普遍的信息理论的形式：它是由收缩之间的相对熵$ρ$和最低耗散的初始状态$φ$随着时间的推移。我们得出的版本，这一结果的过程中发生的综合EP，为故障级别波动EP，和瞬时EP率。我们还表明，波动EP的失配成本服从积分波动定理。我们的研究结果证明了“热力学不可逆性”（EP的产生）和“逻辑不可逆性”（无法知道对应于给定最终状态的初始状态）之间的基本关系。我们使用这种关系推导出定量的界限上的热力学量子纠错，并提出了一个逻辑不可逆性的量子信道的applicacally-operationalized措施。我们的结果适用于有限维和无限维系统，并推广到EP以外的许多其他热力学成本，包括非绝热EP，自由能损失和熵增益。
2022-06-06 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Fluctuating diffusion-limited aggregates
我们研究了扩散限制聚集体（DLA）的结构和生长，在聚集过程中，其组成单元保持移动。与远离平衡条件的DLA是生长的主要因素相反，聚集体的结构在这里由退火和淬火过程的组合决定。内部的灵活性允许聚集体跨越平衡构型空间，并且这种热驱动的运动进一步修改了生长的分支结构的连接统计。
2003-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of active Brownian particles
在强波动环境中自推进的例子在自然界中比比皆是，例如，活细胞中的分子马达和泵。本文从朗之万运动方程出发，利用简单的速度相关力模型，建立了自推进粒子的涨落热力学描述。我们推导出熵产生的涨落定理和一个修正的涨落耗散关系，描述了非平衡稳态下的线性响应。我们在一个简单的分子马达模型中研究这些概念，并在瑞利-亥姆霍兹模型和自推进粒子的能量库模型中研究这些概念。
2013-08-22 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A microscopic perspective on stochastic thermodynamics
我们认为随机热力学作为一个理论的统计推断实验观察到的波动时间序列。为此，我们引入了一个一般框架，用于在两个尺度上量化关于系统的动态状态的知识：细粒度或微观，确定性和粗粒度或介观，随机描述水平。对于一个通用的模型动力学，我们展示了如何在马尔可夫随机热力学中使用的波动熵变化的数学表达式自然出现。我们的想法是概念上的方法，（i）连接熵产生和它的波动关系在确定性和随机系统和（ii）提供一个互补的信息理论图片的概念熵和熵产生在随机热力学。
2015-05-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Non-equilibrium quantum fluctuations of work
功的概念是统计热力学的基础。为了更全面地理解功及其（量子）特征，需要将它表示为波动量的平均值。在这里，我专注于两个时刻之间所做的工作，由含时哈密顿驱动的热隔离量子系统。我提出了波动功对于从非平衡态开始演化的系统具有物理意义所需的两个自然条件。现有的定义并不满足这些条件，由于追溯到非交换性的问题。我提出了一个定义波动的工作，是免费的以前的缺点，适用于广泛的非平衡初始状态。它允许推导出一个广义（平衡）的工作波动定理。
2014-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic efficiency of thermodiffusion: an extended local equilibrium approach
最近建立的随机热力学和波动流体动力学之间的联系适用于在小尺度上的热和物质的耦合传输的效率的研究。基于波动流体力学，建立了一个连接两个宏观热库和颗粒库的介观细胞的随机模型。在这种方法中，波动分离和热力学效率的定义。观察这些效率的双峰分布所需的条件进行了确定，这些分布的演变进行了研究，在大尺寸和长时间的限制。所得到的结果不限于热扩散，可以推广到系统的效率被定义为随机状态变量或耗散率的比率。
2019-03-29 cond-mat.stat-mech
Two fluctuating interfaces with sticking interactions: Invariant measures and dynamics
本文提出两个在接触点具有短程吸引的涨落界面非平衡随机模型，刻画其粘附、缠结与分离动力学，并在同类界面演化下证明稳态测度为非均匀乘积形式，等价于 Poland-Scheraga DNA 变性模型。
2025-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Non-Equilibrium is Different
非平衡和平衡流体系统的不同之处在于非平衡中存在的长程相关性，这些长程相关性在平衡中不存在，除了在临界点。在这里，我们研究波动的温度，压力张量，并在流体中的热流保持在一个非平衡定态（NESS）与一个固定的温度梯度，一个系统的非平衡相关性是特别长的范围。对于这个特殊的NESS，我们的研究结果表明：（1）非平衡态的均方涨落与平衡态相比，在系统尺度上有显著的不同;（2）在这个NESS中，法向应力有很大的非局部相关性。这些条款提供了重要的修正线性Landau-Lifshitz波动水动力学的波动正应力。
2015-07-22 cond-mat.stat-mech
Steady state thermodynamics in population dynamics
我们报告，在波动环境中的人口动力学伴随着数学上等价的结构，稳态热力学。该结构将波动环境中的种群增长分解为持家部分和过剩部分。内务处理部分表示在环境变化历史期间每个条件的静止增长率的积分。超额部分是指环境转换时产生的超额增长。针对超增长问题，得到了克劳修斯不等式，给出了超增长的上界。在准静态的环境变化中，这种相等性是可以实现的。我们还澄清，这个界限可以通过“谱系适应性”，这是一个实验观察到的量进行评估。
2015-09-22 cond-mat.stat-mech physics.bio-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
Quantum Fluctuation Theorems
实验技术的最新进展使人们能够在单分子和原子水平上测量和控制系统。在这里，获得有关涨落热力学量的信息对于理解小系统的非平衡热力学行为至关重要。为了实现这一目标，随机热力学提供了一个理论框架，和非平衡等式，如Jarzynski等式和波动定理提供了有关波动的热力学量的关键信息。本文综述了量子涨落理论的最新进展，包括在热力学与信息联系中起着关键作用的麦克斯韦妖的研究。
2018-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Distribution of zeros in the rough geometry of fluctuating interfaces
我们数值研究的相关性和连续的零之间的时间间隔的分布在随机界面的起伏的几何形状，描述的爱德华-威尔金森方程。对于平衡态，我们发现区间长度的分布满足截断的Sparre-Andersen定理。我们发现，边界依赖的有限尺寸效应诱导非平凡的相关性，这意味着独立的区间属性是不完全满足有限系统。对于非平衡非定态，我们推导出的标度律描述的时间演化的密度从一个不相关的初始条件。作为一个副产品，我们推导出冯诺依曼型的一般标准，以了解离散化如何影响随机接口的数值积分的稳定性。我们考虑扩散和空间分数动力学。我们的研究结果提供了一种替代的实验方法，用于提取波动的接口，如薄铁磁体或铁电畴壁的普遍信息，完全基于交叉点的检测。
2016-06-21 cond-mat.stat-mech
Finite-time generalization of the thermodynamic uncertainty relation
对于非平衡稳态的波动电流，最近发现的热力学不确定性关系表示它们的方差和与驱动相关的整体熵成本之间的基本关系。我们发现，这种关系不仅适用于波动的长时间限制，如大偏差理论所描述的，而且还适用于任意有限时间尺度上的波动。这种推广有利于将热力学不确定性关系应用于单分子实验，因为无限的时间尺度是不可访问的。重要的是，通常这种关系的有限时间变体允许推断熵产生的界限，甚至比从长时间极限获得的界限更强。我们说明的波动工作，是由一个随机开关激光镊子上被困的胶体粒子进行的关系。
2017-07-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
On the Accuracy of Finite-Volume Schemes for Fluctuating Hydrodynamics
介绍了流体动力学中Landau-Lifshitz Navier-Stokes（LLNS）方程及相关随机偏微分方程的有限体积方法的发展和分析。LLNS方程通过加入白噪声通量将热波动纳入宏观流体力学，白噪声通量的大小由波动耗散关系设定。LLNS方程最初是为平衡涨落导出的，但也被证明对非平衡系统是准确的。以前的研究主要集中在LLNS方程的数值方法的测量方差和相关性计算在平衡和选定的非平衡流。在本文中，我们介绍了一个更系统的方法的基础上研究离散的平衡结构因子的显式线性有限体积格式。这种新的方法提供了一个更好的表征的准确性的时空离散波数和频率的函数，使我们能够区分在长波长的行为，准确性是一个主要的问题，和短波长，稳定性的问题是更重要的。我们使用这种分析，开发一个专门的三阶龙格库塔计划，最大限度地减少时间积分误差的离散结构因子在长波长的一维线性LLNS方程。再加上一种新的方法，用于离散的随机应力张量的尺寸大于一个，我们改进的时间积分器产生的三维方程，满足离散波动耗散平衡小的时间步长，也足够准确，甚至接近稳定极限的时间步长的计划。
2009-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Effective field theories of nonlinear fluctuating hydrodynamics in one dimension
Faculty for Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学物理学院）
针对低维系统宏观现象描述难题，识别先前公式问题，开发通用系统方法构建一维流体动力学系统有效场论，以耦合随机朗之万型方程呈现，经数值积分方案并举例验证。
2026-07-27 cond-mat.stat-mech
{\it Colloquium:} Statistical Mechanics and Thermodynamics at Strong Coupling: Quantum and Classical
利用平均力的哈密顿量，可以实现与环境处于热平衡的小系统的统计力学描述。与开放量子系统的约化密度矩阵或经典开放系统的约化相空间概率密度函数不同，平均力的哈密顿量不仅表征了约化态，而且包含了开放系统热力学的全部信息。所得到的热力学势都假定为整个系统的势与没有系统时的裸环境的势之差的形式。与作为机械概念的功相反，人们面临着热的定义的几个问题，在系统与环境之间强耦合的情况下，热的定义在很大程度上是模糊的。本文回顾了开放系统热力学的一般理论，特别是强耦合热力学理论，并举例说明。在波动的内能和其他波动的热力学势的定义中的模糊性的背景下，讨论了热的不确定性。
2020-10-21 cond-mat.stat-mech
Singular behaviour of time-averaged stress fluctuations on surfaces
我们提供了一种方法来计算时均应力波动表面上的粘性不可压缩流体在平衡。我们假设（i）时间平均的脉动应力在每个位置上都是平衡的，（ii）时间平均的脉动应力在（i）给出的有限位形空间上服从高斯分布。利用这些假设和格林-久保粘度公式，我们可以导出时均脉动应力的大偏差函数。然后，利用大偏差函数的鞍点法，得到了时均表面应力起伏。作为一个例子，对于两个平行板之间的流体，我们研究了平衡时顶板上单位面积上的时均剪切/正应力波动。我们表明，表面剪应力/正应力波动成反比的板之间的距离。
2018-12-22 cond-mat.stat-mech
Quantifying dissipation using fluctuating currents
耦合到多个热力学水库的系统可以表现出非平衡动力学，打破细致平衡产生电流。为了给这些水流提供动力，水库的熵增加了。熵的产生率，或耗散率，是非平衡过程统计不可逆性的量度。通过在几个生物系统中测量这种不可逆性，最近的实验已经发现某些系统并不处于平衡状态。在这里，我们讨论了三种策略，以取代二元分类（平衡与非平衡）的熵产生率的量化。为了说明这一点，我们生成了一个易于分析的珠弹簧模型的演变的时间序列数据。概率流可以被推断并用于间接量化熵产生率，但这种方法需要在高维系统中禁止大量的数据。这种维数灾难可以通过使用热力学不确定性关系来限制熵产生率来部分减轻，所述熵产生率使用概率流中的统计波动。
2019-04-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Langevin equation with fluctuating diffusivity: a two-state model
近年来，在许多单粒子追踪实验中发现了反常的亚扩散、老化和扩散系数的分散现象，但这些现象的起源至今仍不清楚。在这里，作为一个模型来描述这样的现象，我们研究了朗之万方程的扩散率波动之间的快速和缓慢的状态。我们假设这两个态的逗留时间分布服从幂律。结果表明，对于非平衡系综，系综平均均方位移（MSD）表现出瞬态亚扩散。相反，时间平均的MSD显示正常扩散，但有效扩散系数瞬时显示老化行为。传播算子在短时间内是非高斯的，在长时间内收敛到高斯分布;对于某些参数值，这种收敛到高斯分布的速度非常慢。对于平衡系综，系综平均和时间平均的MSD只显示正常的扩散，因此我们不能检测到任何痕迹的波动扩散与这些MSD。因此，作为一种替代方法来表征波动的扩散率，相对标准偏差（RSD）的时间平均的MSD被利用，它示出的RSD表现出缓慢的松弛作为签名的波动的扩散率的长时间相关性。此外，它示出的RSD有关的传播子的非高斯参数。为了得到这些理论结果，我们发展了一个两态更新理论作为分析工具。
2016-04-30 cond-mat.stat-mech
Quantum dynamics in strong fluctuating fields
分子系统和物理纳米系统中的大量多方面量子输运过程可以根据耦合到一个或多个波动环境的量子弛豫过程来处理。一个热平衡环境可以方便地用谐振子的热浴来模拟。一个原型的情况提供了一个两态耗散量子动力学，通常称为自旋玻色子动力学的标签。然而，当量子动力学远离热平衡演化时，一个有趣的和非平凡的物理情况出现了。例如，当电荷转移介质具有非平衡自由度时，或者当外部施加强的随时间变化的控制场时，就会发生这种情况。相应地，底层量子子系统的某些参数具有随机性。在这里，我们回顾了一般的理论框架，这是基于投影算子的方法，产生的量子主方程的系统，暴露于强外场。这使得人们可以在一个共同的基础上研究非平衡涨落和周期性电场对量子输运过程的影响。更重要的是，如此强的涨落场会引起各种非线性和非平衡现象。这种动力学的一个特征是缺乏热（量子）细致平衡。
2005-11-17 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium thermodynamics as gauge fixing
将热力学力看作规范场，将Onsager非平衡热力学本构方程推广到非线性方程。在Onsager的非平衡态热力学中，热力学力对应于纯规范，其本构方程通过规范固定得到。如果把热力学力从纯规范力推广到物理力，就得到了非平衡态热力学的非线性本构方程。
2018-08-31 cond-mat.stat-mech
Nonlinear fluctuating hydrodynamics for anharmonic chains
重点非谐链，我们开发了一个非线性版本的波动流体动力学，其中的欧拉流保持二阶的偏离平衡和耗散加噪声添加。所需的模型相关参数以这样一种方式编写，即一旦给出相互作用势，压力和温度，它们可以在几秒钟内进行数值计算。原则上，该理论适用于任何具有局部守恒律的一维系统。由此产生的非线性随机场论处理的单圈近似。一些大规模的预测仍然可以通过分析得出。对于更多的细节，必须依赖于相应的模式耦合方程的数值模拟。通过这种方式，我们得到了非谐链的局部守恒场的平衡时间相关性的详细预测。
2016-06-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Current fluctuations for anharmonic chains in thermal equilibrium
研究了非简谐链在热平衡下的总电流关联，提出了基于二阶矩求和规则和非线性涨落流体力学的预测。我们比较了硬碰撞模型的分子动力学模拟。第一次，我们调查的时间积分电流的全部统计。一般来说，这样的量在尺度$\sqrt{t}$上具有高斯统计。但是，如果时间积分的终点在移动的声音峰值处，则波动被抑制并且仅为$t^{1/3}$阶。统计数据由Baik-Rains分布控制，该分布已经从波动的Burgers方程中得知。
2014-12-15 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Lifetime distributions in the methods of non-equilibrium statistical operator and superstatistics
一个家庭的非平衡统计运营商的介绍不同的系统年龄分布的准平衡（相关）分布的平均值。为了描述系统的非平衡态，我们引入了一个新的热力学参数--系统寿命。在Beck和Cohen的著作[Physica A \textbf{322}，（2003），267]中作为密集的物理参数的波动量引入的超统计量，从被认为是物理参数的寿命（随机时间到系统简并度）的统计分布获得。建议将超统计理论中涨落参数的混合分布设为分段连续函数的形式。这类系统的寿命分布在系统演化的不同阶段有不同的形式。对系统演化的过去阶段的描述，可以对系统当前的非平衡行为产生重大影响。
2009-12-08 cond-mat.stat-mech
A Schroedinger link between non-equilibrium thermodynamics and Fisher information
平衡态热力学可以从约束Fisher信息外化过程推导出来。我们在这里表明，更一般地说，非平衡态和平衡态热力学可以从这样的Fisher处理。平衡态热力学对应于薛定谔波动方程（SWE）的基态解，非平衡态热力学对应于激发态解。该方程表现为极值化Fisher信息的约束变分过程的输出。因此，平衡和非平衡情形都可以用一种形式主义来处理，这种形式主义清楚地表明，热力学和量子力学都可以用一种形式的SWE来表达，而这种SWE是基于共同的信息基础的。
2002-06-07 cond-mat.stat-mech
The non-equilibrium work relation. Thermodynamic analysis and microscopic foundations
我们讨论的条件下，非平衡功关系是有效的热力学和微观参数。
2007-09-07 cond-mat.stat-mech
Correlations of the density and of the current in non-equilibrium diffusive systems
本文利用脉动流体力学方法分析了水库与扩散系统在非平衡定常状态下的动力学性质。我们推导出两个时间的相关性的密度和电流的流体动力学极限的扩散率和流动性。在这个流体动力学框架内，我们讨论了一个概括的波动耗散关系的非平衡稳态响应函数表示的两个时间的相关性。我们比较我们的结果对称排斥过程的精确解。这个精确的解决方案也允许一个直接验证波动流体动力学方程。
2016-08-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic uncertainty relation in a tilted periodic potential under coarse graining
近年来，非平衡介观系统中的一些普遍关系得到了研究。特别地，热力学测不准关系（TUR）提供了电流累积量和熵产生之间的普遍内在联系。本文从粗粒化的观点出发，利用跃迁几率，给出了倾斜周期势中热涨落粒子流的TUR的一个简单推导。此外，我们还探讨了TUR的界随亲和力单调增加的条件。
2021-07-05 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynamic potentials for continuous-time Markov chains
我们连接的平衡（EQ）过程的罕见波动和非平衡（NE）平稳过程的典型波动。在大偏差理论的框架下，这一观察使我们能够引入NE热力学势。对于连续时间马尔可夫链，我们确定了相关的共轭变量对，并提出了两个NE合奏：一个固定的动态和波动的时间平均变量，另一个固定的时间平均变量，但波动的动态。因此，我们表明，NE过程是等价的条件EQ过程，确保NE潜力是勒让德对偶。我们发现一个变分原理满足的NE电位，达到其最大值的NE定态和其第一导数产生的NE状态方程，和二阶导数产生的NE麦克斯韦关系推广的Onsager互惠关系。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Emergence of fluctuating hydrodynamics in chaotic quantum systems
本研究通过大规模量子模拟监测硬核玻色子梯子的粒子数涨落统计，对比弹道与混沌动力学系统，发现结果与宏观涨落理论（MFT）预测高度吻合，可准确提取扩散常数，证实孤立量子系统大尺度涨落涌现流体动力学行为，拓展了MFT的量子适用性。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Macroscopic thermodynamics of equilibrium characterized by power-law canonical distributions
对服从幂律正则分布的系统构造了宏观平衡热力学。由此，宏观热力学与微观统计热力学之间的联系得到了推广。这是补充吉布斯定理著名的指数正则分布的系统与热浴接触。从而为自然界中普遍存在的幂律现象提供了热力学基础。
2000-09-26 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Ensembles for the three-dimensional Navier-Stokes Equations
根据第一性原理，在分子水平上，流体运动由时间可逆定律描述。另一方面，由于耗散项的存在，粗粒化的宏观演化可以用纳维-斯托克斯方程来描述。在这里，一个可逆的三维Navier-Stokes方程的版本进行了研究，通过引入一个波动的粘度构造在这样一种方式，拟能守恒，沿着平衡统计力学的典范与规范处理的典范。通过系统的模拟，我们攻击两个重要的问题：（一）什么条件，必须满足，以便有一个统计等效的两个非平衡合奏？(b)通过改变雷诺数和在演化方程离散化中使用的模态数，观察到的脉动粘度的经验分布是什么？后一点对于建立可逆方程的正则性条件也很重要。我们发现，观察到的波动粘度的负值的概率变得非常迅速非常小，当增加的有效雷诺数的流量在完全解决的流体动力学制度，在从以前观察到的差异。
2022-06-23 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Organization and dissipation of currents in non-equilibrium thermodynamics
本文提出了近平衡态非平衡流体中电流组织和耗散的动力学理论。这是基于系统相空间的李雅普诺夫指数。
2014-06-19 cond-mat.stat-mech
