Relativistic kinetic theory of classical systems of charged particles: towards the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics
在经典电荷系统和由它们产生的电磁场的演化方程的完整系统中，场变量被排除在外。得到了一个精确的封闭的相对论性非哈密顿非局部动力学方程组，它描述了电荷系统的微观分布函数的演化。该方程组的解对于时间反演是非不变的，并且具有遗传性。
2020-05-16 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of relativistic Brownian motion
需要相对论处理的物理场景在自然界中无处不在，从宇宙学对象到狄拉克材料中的载流子。有趣的是，所有这些情况都有一个共同点，即系统通常在远离热平衡的情况下运行。因此，随机热力学的框架是否以及如何适用于相对论能量是一个突出的问题。本文推广了相对论性朗之万方程的随机热和随机功的概念，得到了无反馈和有反馈时的涨落定理。对于反馈过程，我们考虑的后果，缺乏的事件在惯性框架的观察员和布朗粒子的不可逆性，我们认为，框架的绝对不可逆性是有助于避免因果考虑。分析的结论是在石墨烯的潜在实验应用的几点意见。
2020-05-08 cond-mat.stat-mech
Breakthrough of a cross-century problematic issue:The perfect statements of the third law of thermodynamics
针对热力学第三定律的跨世纪理论表述难题，提出无需人为假设即可从实验数据推导出 Nernst statement 和 heat capacity statement，证明两者等价，从而为热力学第三定律提供完美表述并解决百年争论。
2024-06-05 cond-mat.stat-mech
Modified Thermodynamics as an Approach to the Description of some Universal Properties of "Nearly Perfect Fluids"
我们表明，量子统计力学描述的量子和热性质的对象只有一个特定的半经典近似的意义。我们提出了一个更一般的（比理论）微观描述的对象在热浴考虑真空作为一个对象的环境，我们称之为$(\hbar,k)-$动力学（$\hbar kD)$。我们引入一个新的生成算子，薛定谔或随机作用算子，并将显示其基本作用，如内能，有效温度和有效熵的确定等宏观量。我们建立了$\hbar kD$可以作为一个初始的微观理论，构建一个修改的热力学。在此基础上，我们可以用$\hbar/2k$的形式解释零温时“有效作用量与有效熵”之比的普遍性及其极小值。这一结果对应于最近在研究一种新的物质状态--一种近乎完美的流体--时获得的实验数据。
2010-12-22 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems in general relativistic stochastic thermodynamics
本工作基于广义相对论随机力学与热力学框架，聚焦轨迹层面，重新表述第一定律并证明涨落定理，强调完全广义协变性与观测者选择。
2025-02-03 cond-mat.stat-mech gr-qc
Nonlocal observables and lightcone-averaging in relativistic thermodynamics
相对论和热力学的统一在过去的100年里一直是一个争论不休的话题。其原因有两个：（1）热力学变量是非定域量，因此在时空中挑选出一类较好的超平面。(ii)在相对论系统中，存在着不同的、看起来同样合理的定义热和功的方法。例如，这些模糊性导致了对洛伦兹变换温度定律的各种提议。传统的相对论热力学“等值线”公式在理论上不令人满意，在实验上也不可行。在这里，我们演示了如何解决这些缺陷，通过定义热力学量相对于一个观察事件的backward-lightcone。这种方法产生新颖的，可检验的预测，并允许一个简单的热力学扩展到广义相对论。通过三维相对论多体模拟说明了我们的理论考虑。
2009-03-25 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech hep-th
Thermodynamic Geometry of Classical and Quantum Statistics in the Relativistic Regime
University of Mohaghegh Ardabili（莫哈格赫阿尔达比勒大学）
本文研究了经典和量子理想气体在相对论极限下的热力学几何，揭示了粒子质量和空间维数对热力学曲率的影响，并提出了相对论玻色-爱因斯坦凝聚温度的修正。
2026-02-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
The Thermodynamics of the Perfect Vapor
本文用方程$E=3pV$和$E=3/2pV$分别定义了热量和卡诺工质，并将这两个微粒系统的能量$E$、压力$p$和体积$V$联系起来。对它们的平衡进行的动力学-动力学理论分析表明，第二定律对工作物质施加的约束是相对论约束和量子拉紧约束的结果，分别是对分子运动施加的$|v|\le c$和$|ΔpΔq|\ge h$。它进一步表明，这些限制的行动描述的阶梯运营商。通过揭示熵形成机制的规律，从而解释时间的不对称性，本方法取代了统计力学。此外，它建立了连接热力学热力学定律和量子力学公理的认识论链条，导致对该理论的另一种非正统解释。
2019-10-05 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Lorentz covariant statistical mechanics and thermodynamics of the relativistic ideal gas and preferred frame
讨论了慢子（比光速慢的粒子）、慢子（以光速运动的粒子）和快子（假设的比光速快的粒子）组成的理想相对论气体的洛伦兹协变经典、量子统计力学和热力学。洛伦兹协变公式是基于首选框架的方法，其中包括使一致的，无悖论的描述快子。在协变方法中的热力学函数得到了经典和量子情况下。
2007-12-18 astro-ph cond-mat.stat-mech hep-th
Thermodynamics of photons in relativistic $e^+e^-γ$ plasmas
研究了$e^+e^-γ$等离子体中光子气体的热力学和光谱性质。与等离子体频率截止相关的光子的有限有效质量的影响自洽地包括在内。在超相对论等离子体中，光子谱是普适的，温度归一化等离子体频率截止是一个与等离子体参数无关的基本常数。这种普适性在非相对论性等离子体中不成立。
1999-02-17 astro-ph cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Statistical thermodynamics of a two dimensional relativistic gas
本文研究了二维硬盘气体的完全相对论模型。该模型避免了相对论粒子碰撞的一般问题，因此是研究统计热力学中相对论效应的理想系统。我们使用分子动力学模拟来研究这个模型，集中在速度分布函数上。我们得到的结果$x$和$y$组件的速度在休息帧（$Γ$）以及移动帧（$Γ'$）。我们的结果证实了Jüttner分布是Maxwell-Boltzmann分布的正确推广。我们得到相同的“温度”参数$β$为两个帧符合最近的研究有限的一维模型。我们还解决了有争议的话题的温度转换。我们表明，虽然当地的热平衡持有的移动框架，依靠统计方法，如分布函数或均分定理最终是不确定的，在决定一个正确的温度变换法（如果有的话）。
2009-04-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of a morphological transition in a relativistic gas
最近，相对论气体速度分布的形态转变被指出是一种临界现象。在这里，我们提供了一个一般的框架，它允许这样一个临界现象的热力学方法。因此，我们构建了一个热力学势，膨胀后导致朗道（平均场）理论的相变。因此，我们能够计算临界指数和解释自发出现的序参量作为相对论约束的结果。还提供了证实我们的热力学方法的数值解。我们的方法提供了这样的过渡，以及导致一些新的结果的一般理解。最后，我们简要地讨论了我们的结果以及考虑量子相对论气体的情况下，一些可能的物理后果。
2014-06-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Graphene is neither Relativistic nor Non-Relativistic case: Thermodynamics Aspects
Indian Institute of Technology Bhilai（印度理工学院比莱分校）
本文研究了石墨烯中电子流体的热力学特性，发现其既不遵循非相对论也不遵循相对论的流体力学，并推导了特定热容的通用表达式，揭示了费米到狄拉克流体的转变。
2025-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamics meets Special Relativity -- or what is real in Physics?
本文重新审视了相对论热力学领域中存在的各种框架。我们特别仔细研究了相对论功、热力、运动热和相对论温度等概念的不同概念基础。至于后者的概念，我们认为，在普通热力学，相对论绝对温度应通过相对论卡诺过程操作性地引入。我们展示了更多的隐含的，甚至隐藏的默认的前提，并指出了一些现有的文献中的差距，错误和不确定的声明。我们特别表明，有一个广泛的习惯，得出一般性的结论，从分析过于限制和特殊的热力学过程，例如，过程与恒定的压力，这是危险的，有时会导致错误的结果。此外，我们给出了一个相对论卡诺过程的帮助下，所谓的相对论热力学第零定律的详细分析。我们严格表明，与文献中的某些陈述相反，在不同的相对论温度下，相对于彼此运动的热力学系统，可以热稳定共存，只要它们各自的温度服从一定的函数关系（由洛伦兹因子给出）。然而，这意味着它们各自的静止温度相同。
2008-01-17 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Abstract composition rule for relativistic kinetic energy in the thermodynamical limit
通过简单的数学计算，我们证明了相对论粒子的动能服从幂律尾分布是相对论重离子实验中的极限分布。我们证明了无限重复的任意组成规则的无穷小的数量导致一个规则与正式的对数。因此，能量的稳态分布在热力学极限遵循玻尔兹曼-吉布斯指数与这个形式对数的组合函数。特别是，相互作用描述为单独的功能的相对四个动量平方导致动能分布的Tsallis-Pareto（削减幂律）的形式在高能量极限。
2008-09-26 cond-mat.stat-mech nucl-th
Thermodynamics of the Relativistic Fermi gas in D Dimensions
研究了有限化学势下相对论性费米气体的空间维数和粒子-反粒子对产生对热力学性质的影响。类似于一种相变，在不同的温度制度下，作为系统维数和颗粒静止质量的函数，观察到热力学可压缩性，即等温压缩性和比热的定性不同的行为。等温压缩率的最小值标志着费米温度的十分之一范围内的特征温度，在该温度下，系统从正常相转变到气体压缩率以温度的幂律增长的相。奇怪的是，我们发现，对于几倍于核物质密度的粒子密度，以及10 MeV量级的静止质量，压缩性的最小值发生在大约170 MeV/k，这大致估计热费米子的临界温度发生在胶子-夸克等离子体相变。
2014-07-27 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Bose-Einstein condensation of relativistic gas
我们证明了描述无静质量粒子和有静质量粒子的自由相对论波动方程具有多个能谱部分。能谱的一部分是从静止能开始的，不受上述限制。这部分光谱被我们称为正常光谱。另一部分能谱是从零能量开始的。这部分谱被我们称为反常谱，因为零能量对应于无限群速度，能谱中零的存在允许考虑玻色-爱因斯坦凝聚。证明了热容在凝结温度处具有有限间断性。最后一种情况意味着我们在凝聚点有相变。
2000-12-25 cond-mat.stat-mech
General relativistic stochastic thermodynamics
该研究在广义相对论框架下，为稳态时空中受电磁场作用的带电布朗粒子建立协变形式的随机热力学第一、第二定律，并分析平衡态稳定性。
2024-10-03 cond-mat.stat-mech gr-qc
Heat Distribution of Relativistic Brownian Motion
理解随机系统中热的统计行为使我们对此类系统的热力学有了更深入的了解。利用最近提出的相对论随机热力学理论，研究了相对论Ornstein-Uhlenbeck粒子热的统计性质，并与经典情形进行了比较。通过对联合分布的Fokker-Planck方程进行数值积分，得到了精确的结果，并通过数值模拟进行了验证。
2021-05-24 cond-mat.stat-mech
Principles of relativistic quantum statistical thermodynamics: a class of exactly solvable models
Yaroslav-the-Wise Novgorod State University（诺夫哥罗德国立大学）
本文研究了相互作用原子系统的相对量子统计热力学原理，通过辅助标量协变场的构造，揭示了经典相对论系统能量发散问题及量子化消除发散的机制，证明了相变的存在。
2026-04-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Notes on thermodynamics in special relativity
热力学基础在狭义相对论被认为是。我们认为，从唯象观点看，热和绝对温度的正确相对论变换是由H. Ott，H. Arzeliès和C. M \oller。结果表明，从理想气体的相对论吉布斯分布中也可以发现相同的转化规律。这种分布最近已被计算机模拟所证实。分析了相对论热力学中的唯象温度计和统计温度计。
2011-03-16 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Second law of thermodynamics for relativistic fluids formulated with relative entropy
热力学第二定律是从量子信息论的角度，利用相对熵对开放量子系统进行讨论和重新表述的。具体地说，考虑了量子态相对于平衡态的相对熵，利用相对熵相对于开放量子系统演化的单调性，得到了类第二定律不等式.我们首先讨论了与热浴接触的一般量子系统，随后转向适合于描述相对论性量子场论中局部动力学的公式。类似于相对论流体动力学中所用的第二定律的局部版本，可以在由两个光锥限定的时空区域中用相对熵甚至相对纠缠熵来表述。我们也对孤立的量子场论进行了展望，并讨论了纠缠在相对论流体动力学中的作用。
2020-11-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
The ideal relativistic rotating gas as a perfect fluid with spin
我们证明了处于完全热力学平衡的理想相对论自旋气体是自旋密度张量σ_μν不为零的流体。在得到Boltzmann近似下局域自旋相关相空间密度f（x，p）_（στ）的表达式后，我们导出了自旋密度张量，并证明了它与Frenet-Serret四分体构造的加速度张量Ω_μν成正比。我们恢复了这个基本关系式的适当推广，其中包括一个附加项-（1/2）Ω_μνσ^μν.我们还证明了自旋密度张量在四速度场上有一个非零投影，即t^μ= sigma_μνu^ν \ne 0，这与迄今为止提出的相对论性自旋流体理论中的普遍假设t^μ= 0（称为Frenkel条件）相反。我们简要地说明加速观测者和惯性自旋效应的观点。
2010-06-08 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Thermodynamic uncertainty relations for relativistic quantum thermal machines
Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文研究了相对论量子热机中热力学不确定性关系，揭示了相对论运动对经典TURs的增强违反，并提出了超越卡诺极限的性能界限。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Dilational Symmetry-Breaking in Thermodynamics
利用热力学关系和量纲分析，我们导出了非相对论系统的谱迹$2\mathcal{E}-DP$和相对论系统的谱迹$\mathcal{E-DP}$的一般公式，其中$D$是巨正则系综中系统微观尺度的空间维数。我们证明了几种情况下的公式，包括异常系统，通过尺寸嬗变发展规模。利用这个关系，我们明确了量纲分析和维里定理之间的联系。本文主要集中在这种关系的非相对论方面。
2017-05-02 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Thermodynamics of a charged relativistic ideal Boltzmann gas
本文提出了一个在任意维平坦时空中具备“粒子对产生”机制的带电相对论经典气体玩具模型，基于微正则系综详细研究了其在非相对论与极端相对论区域的热力学，发现极端相对论下气体呈普朗克式行为，并与量子气体进行了对比。
2023-03-27 cond-mat.stat-mech hep-th physics.class-ph
Relativistic Rational Extended Thermodynamics of Polyatomic Gases with a New Hierarchy of Moments
提出了一种基于新的矩系的多原子气体的相对论性扩展热力学，该矩系考虑了由分子内模能量和静止能量组成的总能量.导出了与Boltzmann-Chernikov方程相联系的矩方程，并利用最大熵原理和适当的碰撞项BGK模型封闭了第一组$15$方程的系统。在平衡态的邻域内证明了熵原理具有凸熵密度，从而证明了系统是对称双曲的，Cauchy问题是适定的.研究了超相对论极限和经典极限。以$14$和$6$矩为主要子系统，推导了相应的理论。特别令人感兴趣的是具有$6$场的子系统，其中耗散仅是由于动力学压力。这种简化的模型可以是非常有用的体粘滞系数占主导地位时，可能是重要的宇宙学问题。利用麦克斯韦迭代法，我们得到了抛物型极限，并推导和绘制了导热系数，剪切粘度和体积粘度。
2021-11-30 cond-mat.stat-mech hep-th
Relativistic Quantum Thermodynamics of Moving Systems
我们分析了一个量子系统的热力学在一个轨道的恒定速度，相互作用的静态热浴。后者用热态下的无质量标量场来模拟。我们考虑两种不同的耦合的移动系统的热浴，耦合的Unruh-DeWitt型和耦合，涉及的时间导数的字段。我们推导出运动量子系统的约化动力学的主方程。它与量子光学主方程具有相同的形式，但具有取决于速度的不同系数。这个主方程对于每种耦合都有一个唯一的渐近状态，并且它的特征在于一个定义明确的热流概念。我们对热力学第二定律的分析导致了一个令人惊讶的等价性：一个移动的热浴在物理上等价于静止的热浴的混合物，每个热浴具有不同的温度。温度的洛伦兹变换没有唯一的规律。我们提出热力学状态的洛伦兹变换在一个扩展的热力学空间中得到很好的定义，该空间是标准热力学空间的凸包。
2020-10-04 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
