Phase diagram of harmonically confined one-dimensional fermions with attractive and repulsive interactions
我们构造了具有排斥和吸引相互作用的超冷费米子原子的完全$U$ - $μ$相图。（$μ$是化学势，$U$是相互作用强度。）我们的方法是基于密度泛函理论，并采用解析表达式的动能和相关能量泛函。对于排斥相互作用，我们的计算证实了以前的数值研究，并补充这些封闭表达式的所有相边界和特征线的相图，并提供了一个解释和解决方案，在早期的密度泛函工作中遇到的困难，在同一系统。对于有吸引力的相互作用，我们提出了一个新的和准确的插值的相关能量，并使用它来扩展的相图$U<0$。
2005-08-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Comment on "Work Fluctuations for a Harmonically Confined Active Ornstein-Uhlenbeck Particle"
本文指出Semeraro等人关于谐振势中活性Ornstein-Uhlenbeck粒子功涨落的结果因生成函数有限时间发散而不完整且部分不精确。
2024-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Exact first-order density matrix for a d-dimensional harmonically confined Fermi gas at finite temperature
本文给出了任意维理想费米气体的{ \em有限温度}一阶密度矩阵的精确封闭表达式。这构成了在文献中的最近的结果，其中精确的表达式已被限制为来自{ \em对角线}的一阶密度矩阵的量的推广后，寻求。我们比较了我们的精确结果与T-Fermi近似（TFA），并数值证明了TFA提供了一个很好的描述的一阶密度矩阵在大N极限。作为一个有趣的应用，我们推导了有限温度下二维抛物面约束量子点的Hartree-Fock交换能的封闭表达式。我们数值测试这一确切的结果对二维TF交换功能，并评论的适用性的局域密度近似（LDA）的交换能量的非均匀的二维费米气体。
2003-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Control protocols for harmonically confined run-and-tumble particles
Institute for Complex Systems, CNR（复杂系统研究所，意大利国家研究委员会）
研究通过谐振约束下的跑- tumble 粒子模型，提出时变控制协议以实现系统状态转换，并分析最小工作量的最优策略。
2026-07-28 cond-mat.stat-mech
Nonequilibirum steady state for harmonically-confined active particles
本文研究了束缚在简谐势阱中的阻尼粒子在有源噪声作用下的位置$X$的完全非平衡稳态分布$P_{\text{st}}\left(X\right)$，其关联时间$τ_c$被假定为很短. $X$的典型波动由具有有效温度的玻尔兹曼分布支配，该有效温度通过将噪声近似为高斯白热噪声来发现。然而，$X$的大偏差由非玻尔兹曼稳态分布描述。我们发现，在极限$τ_c \to 0$，他们显示的缩放行为$P_{\text{st}}\left(X\right)\sim e^{-s\left(X\right)/τ_{c}}$，其中$s\left(X\right)$是大偏差函数。我们得到了一般有源噪声的$s\left(X\right)$的表达式，并精确地计算了电报（二分）噪声的特殊情况。
2022-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite temperature analytical results for a harmonically confined gas obeying exclusion statistics in $d$-dimensions
本文给出了$d$维简谐囚禁气体中服从不相容统计的粒子的有限温度单体密度矩阵和Wigner函数的封闭形式和解析结果。作为我们的一般表达式的应用，我们考虑了中间粒子统计所产生的Gentile统计，并比较其热力学性质的Haldron分数不相容统计。在低温下，从这两个分布的热力学量被证明是非常一致的。随着温度的升高，詹蒂莱分布继续提供了一个很好的描述系统，偏差只会出现在简并状态之外。我们的研究结果表明，非常简单的功能形式的詹蒂莱分布是一个很好的替代一般只有隐式形式的Haldle分布在低温下。
2012-11-05 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Work fluctuations for a harmonically confined Active Ornstein-Uhlenbeck Particle
本文研究了在束缚简谐势作用下，主动Ornstein-Uhlenbeck粒子的主动功涨落。我们解决的问题分析固定和通用的不相关的初始状态。我们的研究结果表明，谐波约束可以诱导奇异的主动功率函数，在大的积极和消极的积极工作，在足够大的积极和谐波力常数的线性拉伸。这些奇异性起源于位移和作用力的大跳跃，发生在轨迹的起始点或结束点，并标志着该问题中边界项的相关性。
2023-02-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact position distribution of a harmonically-confined run-and-tumble particle in two dimensions
我们考虑一个过阻尼的二维滚转粒子，在一个方向上自推进，随机以恒定的速率旋转90度，顺时针或逆时针的概率相等。此外，粒子被刚性的外部谐波势$μ$限制，并且可能扩散。我们发现粒子的位置的确切的时间依赖性分布$P\left(x,y,t\right)$，特别是，稳态分布$P_{\text{st}}\left(x,y\right)$，达到在长时间限制。我们还发现$P\left(x,y,t\right)$为“自由”粒子，$μ=0$。我们实现这一点，表明，在适当的坐标变化，问题分解成两个独立的一维问题，其精确解最近已经获得。然后，我们扩展这些结果在几个方向上，两个这样的运行和翻滚粒子与谐波相互作用，类似的三维或更高的系统，并允许随机重置。
2022-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steady state correlations and induced trapping of an inertial AOUP particle
本文研究了受限谐势阱中惯性 AOUP 粒子的动力学，精确计算了稳态关联和 MSD，发现惯性使自由粒子长时呈扩散运动而受限粒子呈非扩散运动，且受限粒子随自驱动时间增加最终被捕获。
2022-08-30 cond-mat.stat-mech
Maximum power Stirling-like heat engine with a harmonically confined Brownian particle
本研究针对单粒子介观热机的功率优化问题，设计了基于简谐约束布朗粒子的类斯特林热机，结合变分法与最优控制理论得到非准静态下的最大功率驱动协议，并数值分析了参数对功率与效率的影响。
2025-01-13 cond-mat.stat-mech
Exact solutions of the harmonically confined Vicsek model
该研究求解了谐波约束 Vicsek 模型在无噪声下的精确周期或准周期解，并利用 Floquet 定理分析其线性稳定性，通过数值模拟验证了稳定性结论。
2024-11-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
First-passage time distribution of a Brownian particle harmonically confined in a viscoelastic bath
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
利用广义朗之万方程推导了谐波约束布朗粒子在粘弹性浴中首通时间概率密度的一般表达式，并通过光学陷阱实验在粘弹性聚合物、胶束溶液及粘性介质中验证了理论，发现粘弹性浴中平均首通时间可超过相同零剪切粘度的粘性介质。
2026-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Harmonically confined particles with long-range repulsive interactions
本文研究了热平衡时$N$经典粒子在直线上的相互作用系统。粒子被谐波陷阱限制，并通过成对相互作用势相互排斥，该相互作用势表现为相互距离的幂律$\propto \sum_{\substack{i\neq j}}^N|x_i-x_j|^{-k}$（与$k>-2$）。这是单组分等离子体（$k=-1$）、Dyson对数气体（$k\to 0^+$）和Calogero-Moser模型（$k=2$）的熟知情况的推广。由于谐波约束和成对排斥之间的竞争，粒子在所有$k>-2$的有限空间区域内扩散。我们精确地计算了所有$k>-2$的大$N$的平均密度分布，并表明，虽然它是独立的温度足够低的温度，它有丰富的和非平凡的依赖$k$与不同的行为$-2<k<1$，$k>1$和$k=1$。
2019-07-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Density and Pair Correlation Function of Confined Identical Particles: the Bose-Einstein Case
计算了抛物势阱中$N$全同粒子简谐相互作用模型的两个基本关联函数。研究了玻色子模型的密度和对关联函数。这些静态响应特性的温度和粒子的数量的完整范围内的依赖关系。计算技术是基于抛物型封闭井中全同粒子对称化密度矩阵的路径积分方法。
1997-04-04 cond-mat.stat-mech
Harmonically confined long-ranged interacting gas in the presence of a hard wall
在本文中，我们精确地计算了在硬壁存在下的大$N$的$N$粒子的谐波限制Riesz气体的平均密度。在这种Riesz气体中，粒子通过成对相互作用相互排斥，其行为与$k>-2$的$|x_i - x_j|^{-k}$相似，$x_i$表示$i^{\rm th}$粒子的位置。这种密度可以分为三种不同的$k$制度。对于$k \geq 1$，其中相互作用是有效短程的，适当缩放的密度在$[-l_k(w),w]$上具有有限的支持，其中$w$是壁的缩放位置。当密度在支撑的左边缘处消失时，它在右边缘$w$处接近非零常数。对于$-1<k<1$，其中的相互作用是弱长程的，我们发现，缩放密度再次支持超过$[-l_k(w),w]$。虽然它仍然消失在左边的支持，它在右边$w$代数发散指数$(k-1)/2$。对于$-2<k< -1$，相互作用是强烈的长程的，这导致了相当奇特的密度分布，具有延伸的本体部分和在壁处的δ峰，在其间由孔分开。就在$k=-1$，洞消失了。对于$-2<k< -1$，我们发现了一个有趣的一阶相变时，缩放的位置的壁通过一个临界值$w=w^*(k)$减少。对于$w<w^*(k)$，密度是位于壁处的纯δ峰。δ峰的幅度起到顺序参数的作用，当$w$通过$w^*(k)$减小时，该顺序参数跳到值$1$。我们的分析结果是非常好的协议与我们的Monte-Carlo模拟。
2021-07-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Edge fluctuations and third-order phase transition in harmonically confined long-range systems
本文研究了一维简谐势阱中$N$-粒子Riesz气体中最右边粒子$x_{\max}$的位置分布。粒子通过长程排斥势相互作用，其形式为$r^{-k}$与$-2<k<\infty$，其中$r$是粒子间距离。在温度$O(1)$的平衡中，气体停留在有限长度尺度$L_N$上，该尺度取决于$N$和$k$。我们用数值方法观察到$y_{\max} = x_{\max}/L_N$在其平均值附近的典型波动是$O(N^{-η_k})$。在这个长度尺度上，典型波动的分布具有$N$独立的标度形式。我们表明，从海森理论获得的指数$η_k$预测的典型波动的规模非常好。平均值$\langle y_{\max} \rangle$左右的非典型波动分布分别由左右大偏差函数控制。我们明确地计算这些大偏差函数$\forall k>-2$。我们还发现，这些大的偏差函数描述了一个拉推型相变所观察到的戴森的对数气体（$k\to 0$）和$1d$单组分等离子体（$k=-1$）。值得注意的是，我们发现，相变保持$3^{\rm rd}$秩序的整个政权。我们的研究结果表明，即使在库仑系统和随机矩阵理论的范式之外的模型中，$3^{\rm rd}$阶跃也具有惊人的普遍性。我们数值验证我们的大偏差函数的解析表达式，通过Monte Carlo模拟使用的重要性抽样算法。
2021-12-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Scale-free chaos in the 2D harmonically confined Vicsek model
本文研究二维谐和约束 Vicsek 模型的无标度混沌相变，揭示其混沌群体形态和动态关联行为与昆虫群观测相符，并计算比较临界指数。
2023-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Structure, Bose-Einstein condensation and superfluidity of two-dimensional confined dipolar assemblies
利用蒙特卡罗模拟系统地研究了二维偶极玻色子简谐约束系统的低温性质。对不同数量的粒子和约束势强度进行的计算证明了从超流体到类晶体相的量子相变，这与在均匀系统中观察到的一致。结果表明，随着密度的增加，晶相在陷阱中心形核。玻色-爱因斯坦凝聚在T = 0时在进入结晶相时消失，同时超流响应消失。
2011-06-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Absence of hidden analytic conserved quantities in harmonically confined rods
University of Luxembourg（卢森堡大学）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；School of Natural Sciences, Technische Universität München (TUM)（慕尼黑工业大学自然科学学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
研究一维谐振子势阱中等长硬杆系统，通过限制守恒量形式，排除解析的额外隐藏守恒量，证明其依赖已知守恒量，特殊情况有更多解析守恒量，阐明守恒量结构并推动方法应用。
2026-10-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact first-order effect of interactions on the ground-state energy of harmonically-confined fermions
本文针对谐振子势中具有幂律相互作用的无自旋费米子系统，精确计算了基态能量的一阶微扰修正，并分析了其对交换项、密度分布及密度泛函理论的意义。
2024-04-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
Ground-State of Charged Bosons Confined in a Harmonic Trap
研究了一个由N个全同带电玻色子组成的束缚在谐振子阱中的系统。给出了能量的上、下界。它示出在大N限制，基态的能量是在$\pm 8%$的准确度内确定的，平均场论提供了一个合理的结果与相对误差小于16%的结合能。
2001-04-04 cond-mat.stat-mech
Shell Structure of Confined Charges at Strong Coupling
在$Γ$ = 50和100的强耦合条件下，对谐波阱中带电粒子壳层结构进行了理论描述。该理论是基于超网链近似的限制系统加上相关的桥函数的唯象表示的扩展。预测相比，相应的蒙特卡罗模拟和定量协议的径向密度分布。
2009-10-01 cond-mat.stat-mech
Finite Temperature Quantum Effects on Confined Charges
本文讨论了在宽的密度和温度范围内，N个库仑荷被限制在一个谐振子陷阱中的量子系统。最近描述的等效经典系统的建设，以利用通过液体状态理论的谐波限制的相当完整的经典描述。在这里，量子力学的影响，表示与关注的起源和壳结构的性质集中描述。分析延伸到尘埃等离子体的经典强库仑耦合条件的相反限制的低温和大密度特性的“温暖，致密的物质”。
2016-06-01 cond-mat.stat-mech
Scale free chaos in the confined Vicsek flocking model
Vicsek模型包含活性干物质的范例。受昆虫群体集体行为的启发，我们研究了三维简谐约束Vicsek模型中的有限尺寸效应和临界性。我们已经发现了一个相变，存在适当的噪音和小的限制强度。在限制与噪声的临界线上，群处于无标度混沌状态，其特征在于最小关联时间、关联长度与群大小成正比以及拓扑数据分析。临界线将分散的单星系团与受限的多星系团分开。无标度混沌群占据一个紧凑的空间区域，由一个可识别的凝聚核和进出凝聚核的粒子组成，敏感度、关联长度、动态关联函数和最大李雅普诺夫指数服从幂律.临界线和一个狭窄的临界区域接近它同时移动到零约束强度无限多个粒子。在第一个混沌限制窗口的末端，有另一个相变到有限大小的无限密集的集群，可以被称为植绒黑洞。
2023-01-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.bio-ph
Local Electroneutrality Violation as a Universal Constraint in Confined Electrolytes
Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México（可再生能源研究所，墨西哥国立自治大学）
研究揭示了受限电解质中局部电中性破坏受约束域拓扑结构的影响，通过泊松-波尔茨曼理论引入电中性偏差比，揭示拓扑结构对电荷再分布的控制作用，指出几何细节决定电荷重分布现象。
2026-04-22 cond-mat.stat-mech
Spin-Hall effect and spin-coherent excitations in a strongly confined two-dimensional hole gas
基于严格的量子动力学方法，导出了强受限二维空穴气的自旋-电荷耦合漂移扩散方程。电场导致自旋和电荷自由度之间的耦合。对于弱的自旋-轨道相互作用，这种耦合会引起内禀自旋-霍尔效应。自旋-轨道耦合常数存在一个阈值，该阈值将自旋扩散与弹道自旋输运分开。在后一种情况下，观察到无阻尼自旋相干振荡。这一结果证实了一个精确的微观方法有效的弹道制度。
2007-01-25 cond-mat.stat-mech
Unified Symmetry Breaking in Confined Electrolytes: Charge, Chemical Potential, and the Nonlinear Capacitance of Hollow Nanoparticles
Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学可再生能源研究所）
研究电解质填充空心带电纳米颗粒的非线性静电响应，探讨电荷、化学势与非线性电容的关系。
2025-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ion transport through confined ion channels in the presence of immobile charges
我们研究了在外加电场和固定背景电荷存在下，在受限的纳米尺度几何结构中的离子溶液中的电荷输运。对于一系列参数，离子电流显示非单调行为作为外部离子浓度的函数。在外加电场较小的情况下，离子输运可以从简单的解析式得到理解，并得到了蒙特卡罗模拟的支持。结果定性地解释了在最近的一项关于通过DNA螺纹纳米孔的离子传输的实验中观察到的离子电流的测量结果（D。J. Bonthuis et.例如，，vol.97，128104（2006））。
2009-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatic effects in nano-reactor-confined charge regulated macroions
Ramkhamhaeng University（兰甘亨大学）；Wenzhou Institute of the University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学温州研究院）
提出纳米反应器内含电荷调节大分子的热力学模型，结合Poisson-Boltzmann静电学和电荷调节形式，分析电解质分布与大分子电荷特征，发现表面电荷不对称性影响静电势分布，有效屏蔽长度非单调变化，总压力随反应器半径和盐浓度增加而单调减小。
2026-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Poisson-Boltzmann thermodynamics of counter-ions confined by curved hard walls
我们考虑一组相同的移动点状电荷（反离子）被限制在具有弯曲硬壁的域中，该域具有均匀的固定表面电荷密度，该系统作为一个整体是电中性的。三个域的几何形状被认为是：一对平行板，圆柱体和球体。假设处于热平衡的粒子系统可用非线性Poisson-Boltzmann理论描述。虽然有效的1D板和2D柱已经解决了，3D球问题是不可积的。结果表明，带电表面上颗粒的接触密度由第二类一阶阿贝尔微分方程决定，该方程是引力和燃烧/爆炸临界理论中Enig方程的对应方程。该方程使我们能够构造接触密度在小和大表面电荷密度区域的精确级数解。在平均场泊松-玻尔兹曼框架内，形式主义提供了带电球体（无盐系统）内反离子的完整热力学。
2015-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface Charge Doping for Ion-Pairing Criticality in Confined Electrolytes
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Shenzhen Municipal Key-Lab for Advanced Quantum Materials and Devices, and Guangdong Provincial Key Lab for Computational Science and Materials Design, Southern University of Science and Technology（南方科技大学深圳市先进量子材料与器件重点实验室、广东省计算科学与材料设计重点实验室）
利用广义Debye-Hückel-Bjerrum理论，研究表面电荷如何通过掺杂可移动反离子改变准二维电解质中的离子配对临界性，并揭示其对热力学和动力学的影响。
2026-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
