Equivalent definitions of the quantum nonadiabatic entropy production
非绝热熵产生是对连续耗散的非平衡稳态进行热力学分析的有用工具。对于开放量子系统,文献中出现了两种不同的非绝热熵产生定义,一种是基于量子相对熵,另一种是基于量子轨道。我们证明了这两个公式是等价的。此外,这种等价性使我们证明了量子相对熵在一类特殊的完全正的保迹量子映射下的单调性,从而避免了与算子的非交换结构相关的困难。
2014-03-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Saturation of entropy production in quantum many-body systems
将热力学第二定律与微观可逆动力学联系起来是统计物理学中一个长期存在的问题。本文基于量子多体物理的理论,讨论了在幺正动力学下孤立量子系统的熵产生饱和问题。首先,我们严格证明了饱和的熵产生在长时间制度,其中一个总的系统可以在一个纯态。其次,我们讨论了饱和时熵产生的非负性,这隐含着热力学第二定律。这是基于本征态热化假设(ETH),该假设指出即使是单个能量本征态也是热的。我们还数值表明,熵产生饱和在一个非负值,即使当初始状态的热浴是一个单一的能量本征态。我们的结果揭示了孤立量子系统中熵产生的基本性质。
2017-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum features of entropy production in driven-dissipative transitions
驱动-耗散跃迁的物理学是当前人们非常感兴趣的话题,特别是在量子光学系统中。这些转变发生在不平衡的系统中,因此其特征是有限的熵产生率。然而,人们对熵产生在临界点附近的行为知之甚少,而且所有这些都局限于经典系统。利用量子相空间方法,我们提出了一个框架,允许驱动耗散过渡的熵产生的完整的表征。我们的框架是专门为描述光子损失耗散量身定制的,光子损失耗散实际上是一个零温度过程,熵产生的标准理论在这个过程中崩溃了。作为应用,我们分别研究了具有连续跃迁和不连续跃迁的开放Dicke模型和Kerr模型,发现熵产生自然地分成两部分。一个与在经典系统中观察到的行为相匹配。另一个在临界点处发散。
2019-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
On Quantum Entropy and Excess Entropy Production in a System-Environment Pure State
我们探讨了最近推出的量子热力学熵$S^Q_{univ}$的纯态的复合系统环境计算“宇宙”与一个简单的系统$\mathcal{S}$耦合到恒温浴$\mathcal{E}$。主要的焦点是“过量熵产生”,其中量子熵变大于经典熵-自由能关系的预期。我们分析这方面的量子扩展的时间依赖状态,其相互作用的想法的微正则壳。熵采用基于香农信息的定义。我们认为,零阶$\mathcal{SE}$能量基础的唯一选择,使经典的热力学关系的限制,弱耦合和高密度的状态,包括一个精确的划分成系统和环境组件。熵的产生是由两种过程引起的。第一种是经典的“遍历”,它填充了微正则壳层内的全部态密度。第二个是与波包的量子扩展或“量子遍历”有关的过量熵产生,它有效地增加了能量壳层的宽度。具有有限微正则壳层宽度的洛伦兹叠加导致经典结果作为极限情况,没有多余熵。然后,我们考虑一个单一的$\mathcal{SE}$零阶初态,极端过剩熵产生的例子。给出了含时洛伦兹叠加态的超熵产生的统一处理方法,并通过计算得到了验证。据推测,自由能的概念可能会扩展到“可用能量”的概念,对应于超额熵产生。由此,从经典极限到极端量子条件,得到了关于量子热力学熵的统一观点。
2022-11-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
On energy exchange rate and entropy production operators in quantum fluctuation-dissipation relations
对于具有外部时变哈密顿量的量子系统,在严格的统计等式(广义涨落耗散关系)的框架下,在Jordan对称化的时间算符序规则下,给出了系统能量变化率(单位时间功)和熵产生观测量的算符定义,并讨论了它们的性质.
2013-05-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
The role of entropy production and thermodynamic uncertainty relations in the asymmetric thermalization of open quantum systems
本研究通过熵产生速率和量子热动能不确定关系,揭示了开放量子系统中加热比冷却更快且更稳定的热力学机制。
2025-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy Production by Logarithmic Decomposition
在统计物理学中,熵通常是概率的对数。因此,如果用对数分解动力学,熵产生应该适当分解。在目前的工作中,对数分解的动力学。利用该方法将时间演化算子分解为一个对称算子和一个非对称因子。路径概率和路径熵产生也被系统和直观地分解为对称和非对称部分。由对称算符导出非绝热熵产生,由非对称因子导出绝热熵产生。
2014-04-29 cond-mat.stat-mech
Entropy and Entropy Production in Some Applications
利用熵和熵产生计算了一些现象的定常流。我们使用的方法是竞争方法,$S_S/τ+σ={\it maximum}$,其中$S_S$是系统熵,$σ$是熵产生,$τ$是微观相互作用时间。通过研究通量涨落,从平衡态计算系统熵。我们研究的现象包括离子传导、原子扩散、热传导和稀薄气体的粘性。
2013-11-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonequilibrium stochastic processes: Time dependence of entropy flux and entropy production
本文从Fokker-Planck方程和熵平衡方程出发,用熵通量和熵产生等物理量研究了在无非平衡约束和有非平衡约束条件下,由外部Ornstein-Uhlenbeck噪声驱动的耗散动力学系统的弛豫.非平衡约束,耗散和噪声的相互作用揭示了一些有趣的极端性质的熵通量和熵产生的时间依赖性。
2002-05-24 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorem for irreversible entropy production in electrical conduction
线性不可逆热力学预测熵产生率可以变为负值。我们证明了这种预测下的交流驱动的导电性是很好地描述了德鲁德-索末菲模型的金属。然后,我们表明,这些负率是完全兼容的随机热力学,即熵产生满足涨落定理。分析的结论是观察到的随机熵产生所定义的Shannon信息的忽略或忽略不同意的唯象方法。
2022-01-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Irreversibility and Entropy Production in Transport Phenomena I
* 静电传导中熵产生的第一性原理推导。* 二阶(对称)密度矩阵有助于熵产生。* 使用弛豫型冯·诺依曼方程制定的稳态新方案。* 引入稳态温度来表征稳态。* 阐明了定态熵产生的机理。
2011-03-30 cond-mat.stat-mech
Excess entropy production in quantum system: Quantum master equation approach
对于由量子主方程(QME)描述的开放系统,研究了准静态操作下非平衡稳态之间的超熵产生。平均熵产生由瞬时稳态熵产生率的时间积分和超熵产生组成。我们建议使用平均能量和粒子流来定义平均熵产生率,这些平均能量和粒子流是通过使用QME的全计数统计来计算的。过剩熵产生由控制参数空间中的线积分给出,其被积函数称为Berry-Sinitsyn-Nemenman(BSN)向量。在弱非平衡区,我们证明了BSN矢量可以用$\ln \breveρ_0$和$ρ_0$来描述,其中$ρ_0$是QME的瞬时稳态,$\breveρ_0$是通过反转Lamb位移项的符号得到的QME的瞬时稳态.如果系统的哈密顿量是非简并的或兰姆位移项可以忽略,则过剩熵产生近似地减少到系统的冯诺伊曼熵之间的差。此外,我们还指出,在经典Markov跳过程中得到的熵产生的表达式与我们的结果不同,并且表明它们仅在弱非平衡态下近似等价.
2017-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy production in a photovoltaic cell
我们评估的熵产生的光伏电池是由四个电子水平共振耦合到热填充场模式在不同的温度下。我们使用最近提出的形式主义,所谓的多个平行世界,一致地解决非线性熵的密度矩阵。我们的结果表明,熵产生是两种流之间的差异:一种是线性依赖于职业概率的半经典流,另一种是非线性依赖于量子相干性的流,没有半经典的类似物。我们发现,在细胞中的熵产生依赖于环境诱导的退相干时间和能量失谐。我们的特点制度,逆向流动的信息发生从冷到热浴。有趣的是,我们确定了熵产生的下限,这限制了细胞中耗散热量的统计。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy production in continuous phase space systems
本文提出了一种计算连续相空间中经典欠阻尼非平衡系统熵产生的方法。这种方法的优点是不需要区分奇偶变量。我们表明,该方法导致相同的局部熵产生在以前的研究中,而沿随机轨迹的微分熵产生原来是不同的。这表明连续相空间系统中的微分熵产生不是唯一定义的。
2013-09-24 cond-mat.stat-mech
Numerically "exact" simulations of entropy production in the fully quantum regime: Boltzmann entropy versus von Neumann entropy
我们提出了一个计划,以评估热力学变量的系统耦合到一个热浴下的时间依赖的外力使用准静态亥姆霍兹能量从数值“精确”的分层运动方程(HEOM)。我们计算了强耦合到非马尔可夫热浴的自旋系统在不同温度下产生的熵。我们表明,当外部扰动的变化发生足够缓慢,系统总是达到热平衡。因此,我们计算了玻尔兹曼熵和冯诺伊曼熵的等温过程,以及各种热力学变量,如内能的变化,热量和工作,准静力平衡的基础上的HEOM系统。我们发现,虽然在玻尔兹曼和冯诺依曼的情况下,作为系统浴耦合强度的函数的系统熵的特征是相似的,那些为总熵产生是完全不同的。玻尔兹曼情形下的总熵产生总是正的,而如果我们选择整个系统的一个热平衡态(一个未因式分解的热平衡态)作为初始态,那么在冯·诺依曼情形下的总熵产生就变为负的。这是因为在冯·诺依曼情况下的总熵产生没有适当地考虑系统-浴相互作用的熵的贡献。因此,玻尔兹曼熵必须用来研究完全量子体系中的熵产生。最后,我们研究了Jarzynski等式的适用性。
2020-12-17 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Upper bound for the average entropy production based on stochastic entropy extrema
热力学第二定律,它断言一个组合系统及其环境的平均总熵产生的非负性,是将詹森不等式应用于涨落关系的直接结果。通过这个不等式,也可以根据沿着最极端的随机轨迹的熵来确定平均总熵产生的上界。在这项工作中,我们构造了一个上界不等式的凸函数的平均,其平均是已知的。当应用于各种涨落关系时,建立了平均总熵产生的上界。最后,通过使用Neri,Roldán和Jülicher的结果[Phys. Rev. X 7,011019(2017)],我们能够证明对于一般的非平衡稳态系统,平均总熵产生仅受总熵产生上确界的限制,反之亦然。
2017-03-10 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theorem for Hidden Entropy Production
在马尔可夫模型动力学变量的一般消去过程中,原动力学和约化动力学的不可逆熵产生存在差异。我们称之为隐藏的熵产生,因为它是一个无形的量时,只有简化系统的看法。我们发现,这种隐藏的熵生产服从一个新的积分波动定理的一般情况下,所有变量的时间反演不变,因此支持的直觉,熵生产应减少粗粒化。然而,它被发现,在我们的定理的条件不成立的情况下,熵产生也可能增加由于减少。作为这种情况下的一个例子,扩展的多面包师映射进行了研究。
2012-10-16 cond-mat.stat-mech
Fluctuations, Trajectory Entropy, and Ziegler's Maximum Entropy Production
利用细致平衡条件和Onsager涨落近似,研究孤立系向平衡态的弛豫.有两个参数偏离平衡点。对于这个系统,轨迹熵的随机热力学通量的依赖性和熵产生的依赖性的最可几的热力学通量的显式表达式。Onsager的线性关系得到考虑模型使用两种方法(最大化的轨迹熵和齐格勒的最大化的熵产生)。本文讨论了最大熵产生原理作为一个物理原理和作为一个有效的推理过程的两种解释。
2012-07-19 cond-mat.stat-mech
Extremums of Entropy Production and Second Law in Rayleigh Gas
从先前获得的瑞利气体(轻粒子恒温器中的重粒子的小杂质)的Fokker-Planck方程的有源和无源的解,计算熵产生。在无源系统(孤立系)中证明了Prigogine定理成立,而在有源系统(开放系统)中则证明了Ziegler原理(MEPP)的实现依赖于弛豫方向。在开放系统中,熵的产生被负熵的产生,即负熵的产生所补偿。熵产生与负熵产生的代数和称为广义熵产生。从开放系统中熵产生和负熵产生的平衡出发,提出了开放系统第二定律的一种可能的变化形式:“在开放系统松弛到非平衡稳态时,广义熵产生的绝对值减小,在非平衡稳态时等于零。“关键词:福克-普朗克方程,普里高津定理,最大熵产生原理,第二定律,负熵。
2016-10-10 cond-mat.stat-mech
Entropy production and entropy extraction rates for a Brownian particle that walks in underdamped medium
推导了布朗粒子在欠阻尼介质中运动时的熵产生、自由能和熵提取率的表达式。我们的分析表明,只要系统被赶出平衡,它就不断地产生熵,同时它从系统中提取熵。在稳定状态下,熵产生速率${\dot e}_{p}$平衡熵提取速率${\dot h}_{d}$。在平衡时,熵产生率和提取率都变为零。熵产生率和熵提取率也对时间敏感。随着时间的推移,熵产生和提取率都随着时间的推移而增加,并饱和到恒定值。此外,采用微观随机方法,探讨了几个不同的模型系统的热力学关系,解析和通过数值模拟,考虑布朗粒子在过阻尼介质中的运动。我们的分析表明,在稳态下,欠阻尼情况下的结果与过阻尼情况下的结果在数量上一致。并详细讨论了涨落定理。
2021-02-13 cond-mat.stat-mech
Decomposing Entropy Productions by Double Control Parameters
本文研究了双控制参数控制系统的熵产生。通过引入热涨落部分,解决了微观层次上平衡态附近的热涨落似乎违反热力学第二定律的问题。然后在宏观层次上定义了负熵产生和补偿熵产生。
2015-08-20 cond-mat.stat-mech
Exact analytical expressions for entropy production and free energy
研究了布朗电动机在两种不同热浴间运行时的非平衡热力学特性,并将其作为时间的函数$t$。利用Gibbs熵和Schnakenberg微观随机方法,我们得到了系统的自由能、熵产生率和从系统到外界的熵流率的精确封闭形式表达式。我们表明,当系统处于不平衡状态时,它不断地产生熵,同时从系统中提取熵。其熵产率和提取率随时间的推移逐渐减小,并趋于饱和。在长时间限制下,熵产生率与熵提取率平衡,在平衡时熵产生率和提取率都为零。此外,通过该模型,不仅可以检验许多热力学理论,而且可以纠正由于缺乏精确的解析表达式而得出的错误结论。
2015-07-07 cond-mat.stat-mech
Unified framework for the entropy production and the stochastic interaction based on information geometry
给出了随机热力学中的熵产生与信息集成理论中的随机相互作用之间的关系。为了澄清这种关系,我们新引入的信息几何解释的熵产生的总系统和部分熵产生的子系统。我们表明,违反的熵产生的可加性是有关的随机相互作用。该框架是集成信息论的热力学基础。我们还表明,我们的信息几何形式主义导致一个新的表达式的熵产生相关的优化问题,最大限度地减少Kullback-Leibler分歧。我们用自旋模型分析说明了这一解释。
2020-04-06 cond-mat.stat-mech
Measurement of Stochastic Entropy Production
使用荧光光谱,我们直接测量一个单一的两个能级系统的熵产生实验实现作为一个光驱动的钻石中的缺陷中心。我们利用最近的建议,定义熵的水平上的一个单一的随机轨迹(塞弗特,物理评论快报。{ \bf 95},040602(2005))。然后,熵的产生可以分为系统本身和周围介质之一。我们证明了总熵产生服从各种精确的关系有限时间的轨迹。
2006-07-17 cond-mat.stat-mech
Path-dependent Entropy Production
通过路径积分形式给出了非平衡态熵产生的严格推导。熵产生是指非平衡热力学过程在热源中堆积的熵变。它是一个中心量,通过它可以得到涨落定理的各种形式。研究了两类随机动力学:偶宇称态的朗之万动力学和单粒子的布朗运动。在推导的熵产生,这取决于状态空间中的路径的函数形式的数学模糊性,澄清使用严格的量子力学方法。
2015-08-06 cond-mat.stat-mech
Quantum entropy production as a measure of irreversibility
我们认为保守量子演化可能被宏观测量打断。当在非平衡态下开始时,所得到的路径空间测度不是时间反演不变的,时间反演破缺的权重等于熵产生的指数。然后,平均熵产生可以通过历史水平上的相对熵来表示。这给出了经典系统的结果的部分推广,即熵产生由路径空间测度中的时间反演破缺的源项给出。
2003-04-08 cond-mat.stat-mech
Free energy and entropy production rate for a Brownian particle that walks on overdamped medium
我们推导出一般表达式的自由能,熵产生和熵提取率的布朗粒子,走在粘性介质中,其运动的动力学是由朗之万方程。结果表明,当系统处于非平衡状态时,系统不断地产生熵,同时又不断地从系统中提取熵。它的熵产生和提取率随时间减少并饱和到一个恒定值。在长时间限制下,熵产生率与熵提取率平衡,在平衡时熵产生率和提取率都为零。此外,考虑到不同的模型系统,我们不仅研究了各种热力学量的时间行为,而且我们还详细讨论了涨落定理。
2016-06-27 cond-mat.stat-mech
Negative Entropy Production in Oscillatory Processes
线性不可逆热力学认为瞬时局部自发熵产生总是非负的。然而,对于粘弹性流体,情况并非总是如此。鉴于第二定律的基本地位,这就产生了一个问题。我们提供了一个新的推导第二定律,从第一原理,这是有效的适当的时间平均熵生产允许的瞬时熵生产为负的时间间隔很短。我们表明,时间平均值(而不是瞬时值)的熵产生是非负的。我们用振荡剪切的分子动力学模拟来说明这一点。
2006-12-01 cond-mat.stat-mech
Operator equality on entropy production in quantum Markovian master equations
在不借助量子随机轨线和熵产生的先验量子定义的情况下,导出了一般量子马尔可夫主方程熵产生的算子等式。我们发现,这个等式仍然可以解释为系统非平衡过程的时间反演不对称性的结果。与经典情形不同,等式的一阶展开与平均熵产生没有直接关系,平均熵产生是由量子物理中算符的非对易性引起的.
2012-10-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropy production theorems and some consequences
研究了几类精确可解模型中的总熵产生涨落。对于这些系统,详细的波动定理成立,即使在瞬态,提供了最初的系统是在热平衡准备。分析了系统弛豫到平衡态过程中熵产生的性质。在有限的时间间隔内的平均熵产生给出了一个更好的范围内的系统上执行的平均功比著名的Jarzynski等式。此外,还讨论了平均熵产生作为有限时间非平衡过程不可逆性的信息论性质的量化。
2009-08-08 cond-mat.stat-mech
Entropy production in the non-equilibrium steady states of interacting many-body systems
熵产生是非平衡定态最重要的特征之一。本文研究了两类重要的非平衡系统:输运系统和反应扩散系统的稳态熵产生,包括在短时间和长时间极限下的熵产生。本文讨论了平均熵产生率和熵产生的大偏差函数对描述相互作用多体系统非平衡定态的有用性。我们发现,大偏差函数显示扭结状功能在零熵产生,这是类似于观察到的单个粒子驱动沿周期性的潜力。这种扭结是由熵产生的概率分布满足的详细涨落定理的直接结果,因此是相应的大偏差函数的一般特征。
2011-01-24 cond-mat.stat-mech
Hierarchical Bounds on Entropy Production Inferred from Partial Information
远离热平衡的系统不断地向其环境传递熵。确定这种熵产生需要关于系统内部状态和动力学的详细信息。然而,在大多数实际情况下,外部观察者只能访问复杂实验系统的一部分。为了应对这一挑战,文献中引入了两个部分熵产生的概念,作为将熵产生分配给观测子系统的方法:一个是由Shiraishi和Sagawa [Phys. Rev. E 91,012130(2015)]提出的,另一个是由Polettini和Esposito [arXiv:1703.05715(2017)]提出的。我们表明,虽然这两个计划提供了一个下界的总熵产生,后者-它利用了有效的热力学描述-给出了更好的估计总耗散。使用这个有效的热力学框架,我们建立了一个分区的总熵产生为两个贡献,分别验证积分波动定理:一个可观察的部分熵产生和一个隐藏的熵产生分配给未观察到的子系统。我们的研究结果提供了广泛的影响,理论和经验系统时,只有部分信息。
2017-08-22 cond-mat.stat-mech
Entropy production rate of nonequilibrium systems from the Fokker-Planck equation
利用福克-普朗克方程研究了非平衡系统的熵产生率。这种方法基于Schnakenberg从主方程给出的熵产生速率方程,需要所研究系统的跃迁速率信息。我们从福克-普朗克方程中提取条件概率,得到跃迁率,然后推导出一个新的和更可操作的熵产生率的表达式。作为我们的方法的应用程序的例子。
2014-06-14 cond-mat.stat-mech
The maximum entropy production principle and linear irreversible processes
结果表明,Onsager的最小能量耗散原理与最大熵产生原理是等价的。已知线性化玻尔兹曼方程的解使熵产生极值。有人认为,在平稳过程的情况下,这个极值是最大值,而不是最小值。
2010-03-18 cond-mat.stat-mech
Relations between entropy rate, entropy production and information geometry in linear stochastic systems
在这项工作中,我们调查之间的关系的概念“信息率”,信息几何方法测量的速度的时间演化的统计状态的随机过程,和随机热力学量,如熵率和熵生产。然后,我们提出了熵率和熵产生的不同的实际应用,如突发事件检测,相关性分析和控制工程的应用。具体地说,利用由Langevin方程描述的多变量线性随机过程的Fokker-Planck方程,我们计算了信息率、熵率和熵产生的精确值,并导出了它们之间的各种不等式。受经典相关系数和控制技术的启发,我们分别创建了熵相关系数作为突发事件检测方法和信息几何成本函数作为最优热力学控制策略。通过对常见原型系统的数值仿真,对这些方法进行了分析。
2023-02-07 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorem for entropy production during effusion of a relativistic ideal gas
本文计算了相对论性理想气体发散熵产生的概率分布。这个结果然后被扩展到包括粒子和反粒子对的产生和湮灭。在这两种情况下,波动定理得到验证。
2007-09-24 cond-mat.stat-mech
Total entropy production fluctuation theorems in a nonequilibrium time-periodic steady state
本文研究了在受驱动的非线性系统中布朗粒子的总熵产生。该系统表现出随机共振现象。我们表明,在时间周期稳定状态下,总熵产生的概率密度函数满足塞弗特的积分和详细的波动定理在有限的时间轨迹。
2008-12-29 cond-mat.stat-mech
Entropy production in the majority-vote model
我们利用平均场近似和蒙特卡罗模拟分析了多数投票模型中的熵产生。模型的动力学规律不服从细致平衡,熵不断产生。已知该非平衡随机模型具有属于平衡伊辛模型普适类的临界行为。我们表明,熵产生也表现出一个奇点在临界点类似的熵,或能量,平衡伊辛模型发生。
2005-09-23 cond-mat.stat-mech
Entropy Production for Discrete-Time Markov Processes
本文研究了单一和复合系统中离散时间马尔可夫过程熵产生的多种定义,明确了其等价条件、非负性及总熵产生与边际熵产生不等式在不同定义下的成立情况,并通过Gaussian process计算与数值模拟验证,给出了各定义的适用场景。
2025-05-29 cond-mat.stat-mech
Entropy production in linear Langevin systems
本文研究了由线性朗之万方程描述的含有混合奇偶变量的系统在时间反演下的熵产生率。精确的公式推导出几个重要的数量方面的唯一的均值和协方差的随机变量的问题。这包括熵的总变化率、熵产生率、熵通量率和熵产生的三个分量。所有的方程都是以适合于线性朗之万系统的大规模分析的方式铸造的。我们的研究结果也适用于不同类型的电路,这适当地说明了最相关的方面的问题。
2015-07-01 cond-mat.stat-mech
A discussion on maximum entropy production and information theory
我们将讨论基于Jaynes的信息理论论证的最大熵产生(MaxEP)原理,正如Dewar(2003,2005)所做的那样。借助一个简单的非平衡系统的数学模型,我们将展示如何导出最小和最大熵产生。此外,该模型将帮助我们澄清一些混淆点,并看到文献中的一些MaxEP研究之间的差异。
2007-05-22 cond-mat.stat-mech
Fluctuations of entropy production in driven glasses
用MonteCarlo方法研究了具有可逆动力学约束的三维随机格子气与两个不同化学势的粒子库扩散接触的非平衡定态行为。当其中一个边界被放置在玻璃相中时,由化学电势梯度驱动的熵产生涨落的统计满足Gallavotti-Cohen涨落定理,只要引入有效熵产生。
1998-09-13 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Uncertainty Relation for $f$-divergence Entropy Production
该研究提出长谷川-西山热力学不确定关系的$f$-散度扩展,引入基于广义$f$-散度的随机热力学熵产生并推导其与对称熵相关的不确定关系,扩展了热力学不确定关系的理论框架。
2025-04-16 cond-mat.stat-mech
Minimal entropy production under thermodynamic constraints: An application of cycle decomposition for Markov chain design
我们建议使用由Cohen和Alpern引入的马尔可夫链空间的循环分解来构造具有特定特征的马尔可夫动力学。作为这种方法的应用,我们推导出产生规定的热力学电流所需的最小熵产生。
2023-03-10 cond-mat.stat-mech
Entropy production of a bound nonequilibrium interface
研究了非平衡润湿微观模型的熵产生。我们表明,在平衡的情况下,在一个非平衡稳态的束缚界面产生熵。有趣的是,在相图的某些区域,束缚界面比自由界面产生更多的熵。此外,通过精确求解一个四位系统,我们发现,相对于控制参数的熵产生的一阶导数显示在润湿过渡的临界点处的不连续性。
2012-01-11 cond-mat.stat-mech
Distribution of Entropy Production in a Single-Electron Box
最近,热力学基本热力学定律在小系统中得到了重新考虑。涨落关系的发现促进了对少自由度系统热力学的理论和实验研究。熵产生的概念已被扩展到微观水平,通过考虑耦合到热浴系统的随机轨迹。然而,微观熵产生的实验观测仍然是难以捉摸的。我们测量了由两个岛和一个隧道结组成的单电子盒中微观熵产生的分布。这些岛被耦合到不同温度的单独的热浴,保持稳定的热不平衡。由于功和自由能之间的Jarzynski等式在这种情况下不适用,熵产生成为相关参数。我们验证实验的积分和详细的起伏关系是满意的。此外,电子跃迁轨迹的粗粒度熵产生与裸熵产生之间存在着普遍的关系。我们的结果揭示了不可逆熵产生在非平衡小系统中的基本作用。
2013-03-28 cond-mat.stat-mech
Entropy production in phase field theories
本文在具有弱非局部内变量的非平衡热力学框架下,研究了具有热传导的标量场的Allen-Cahn(Ginzburg-Landau)动力学。采用不可逆热力学经典方法,通过分离全发散,计算了系统的熵产生和熵通量。
2019-03-23 cond-mat.stat-mech
Universal Property of the Housekeeping Entropy Production
细致平衡被破坏的非平衡系统的熵产生是一个均值非负的随机变量。在总熵产生中,管家熵产生与维持非平衡稳态的热耗散有关。我们推导出一个Langevin型随机微分方程的管家熵产生。该方程允许我们定义内务熵时间$τ$。值得注意的是,事实证明,在固定值$τ$的管家熵产生的概率分布是由高斯分布给出的,而不管系统的细节。高斯分布对于任何系统都是普适的,无论是处于稳态还是瞬态,无论它们是由与时间无关的驱动力还是由与时间相关的驱动力驱动。我们证明了模型系统的普适分布数值。
2018-12-11 cond-mat.stat-mech
Kirchhoff's Loop Law and the maximum entropy production principle
与基尔霍夫回路定律的标准推导相反,它调用了电势,我们表明,对于在固定温度下处于稳态的线性平面电网络,回路定律可以从最大熵产生原理导出。这意味着网络分支中的电流以达到最大熵产生状态的方式分布。
2004-09-17 cond-mat.stat-mech
On entropy production in nonequilibrium systems
本文讨论了非平衡系统熵产生的Schnakenberg公式的意义。为此,我们考虑一个非平衡系统作为一个更大的孤立系,其中包括环境的一部分。我们证明了Schnakenberg公式只提供了一个下界的实际熵产生的环境。这一点在最简单的三态时钟模型中也得到了证明。
2015-07-10 cond-mat.stat-mech
Geometrical Expression of Excess Entropy Production
本文导出了马尔可夫跳跃过程的准静态非平衡稳态之间过渡的超额熵产生的一个几何表达式,它可以精确地应用于非线性和非平衡情形。所得到的表达式是几何的;过剩熵的产生只依赖于参数空间中的轨迹,类似于量子力学中的Berry相。我们的结果意味着需要矢量势来构造非平衡稳态的热力学。
2011-11-16 cond-mat.stat-mech
Temporal extensivity of Tsallis' entropy and the bound on entropy production rate
Tsallis熵是Boltzmann-Gibbs熵的推广,在复杂系统的非广延统计力学中起着核心作用。近年来,人们在建立Tsallis熵的动力学基础方面做了大量的工作。它们主要研究处于混沌边缘的非线性动力系统。在这里,它是通过推广的热统计公式的基础上的时间平均最近提出的Carati [A。Carati,Physica A 348,110(2005)],只要相关,由$q$索引的Tsallis熵在时间上是广泛的:时间上的线性增长,即,有限熵产生率然后,熵产生率上的普遍界被证明是$1/|1-q|$。相关概率过程的属性,即,分析了在相空间中决定运动随机性的逗留时间分布。
2006-03-21 cond-mat.stat-mech
Geometrical aspects of entropy production in stochastic thermodynamics based on Wasserstein distance
研究了Fokker-Planck方程的最优输运理论与随机热力学之间的关系。我们表明,熵产生的下限是由$L^2$ -Wasserstein距离的路径长度测量的行动。由于$L^2$ -Wasserstein距离是最优输运理论的一个几何度量,我们的结果意味着熵产生的几何解释。基于这种解释,我们得到了一个过渡时间和熵产生之间的热力学权衡关系。这种热力学的权衡关系被认为是一个热力学的速度限制,它给出了一个更严格的界限的熵产生。我们还讨论了随机热力学的子系统,并推导出一个下界的部分熵产生作为推广的信息热力学第二定律。我们的形式主义也提供了一个几何图片的最佳协议,以尽量减少熵产生。我们说明了这些结果的最佳随机热机和效率的几何界限。
2021-10-29 cond-mat.stat-mech
On the validity of entropy production principles for linear electrical circuits
我们讨论的有效性接近平衡的熵产生原理的线性电路的背景下。最小熵产生原理和最大熵产生原理都可以在动力学涨落理论中得到理解。的出发点是朗之万方程结合基尔霍夫定律与约翰逊-奈奎斯特噪声在电路中的每个耗散元素。主要的观察结果是,时间平均值的波动泛函,可以从路径空间作用量中读出,是在由熵产生率给出的平衡附近的一阶。这使得我们能够超越不可逆热力学的框架来理解:(1)最小耗散、最小熵产生和最大熵产生原理在接近平衡时的有效性;(2)时间反演下观测量的宇称的作用,特别是Landauer的反例(1975)的起源,因为在时间反演下,波动的观测量是奇数;(3)Jaynes(1980)关于熵产生原理在温度不均匀电路中明显不适当的批评意见。
2007-04-20 cond-mat.stat-mech