Nonreciprocal Model B: The role of mobilities and nonreciprocal interfacial forces
本研究提出非互易模型B，发现迁移率形式决定均匀态稳定性，旋节线动力学中静态与振荡不稳定性由一阶转变主导，界面非互易性可扩大振荡不稳定区域。
2025-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Nonequilibrium steady states in sheared binary fluids
本文用格子玻尔兹曼方法模拟了二元流体混合物在二维流体力学条件下发生相分离时的稳态剪切过程。与某些理论方案相反，在速度和速度梯度方向（$x,y)$）上用有限的畴长$L_{x,y}$获得动力学稳定状态。表观标度指数估计为$L_{x}\sim\dotγ^{-2/3}$和$L_{y}\sim\dotγ^{-3/4}$。我们讨论了在达到稳定状态的扩散率和流体力学的相对作用。
2005-11-30 cond-mat.stat-mech
Formation of Dissipative Structures in Microscopic Models of Mixtures with Species Interconversion
将物质分离成不同的相在自然界中是普遍存在的，并且在科学和技术上是重要的。如果所涉及的物种，无论是分子还是超分子组装体，相互转化，这种现象可能会变得截然不同。在一个外力足够大，以克服能量之间的差异的相互转换的物种（强制相互转换）的存在下，两个替代的物种将以相等的量存在，并观察到惊人的现象，稳定状态，限制相分离到介观尺度。这种微相分离是凝聚态物质中耗散结构最简单的例子之一。在这项工作中，我们调查形成这样的中尺度稳态结构，通过Monte Carlo和分子动力学模拟的三个物理上不同的微观模型的二元混合物，表现出平衡（自然）相互转化和非平衡源强迫相互转化。我们表明，这个源可以通过内部的不平衡的分子间力或外部的能量通量，促进分子相互转换，可能的表现形式可能包括内部的非平衡环境的活细胞或光子通量。从模拟的主要趋势和意见是很好地捕获的相变受相互转化的非平衡热力学理论。我们展示了如何一个非平衡双连续微乳液或空间调制状态可能会产生依赖于扩散，自然相互转化，和强迫相互转化之间的相互作用。
2022-10-31 cond-mat.stat-mech
Response theory: a trajectory-based approach
我们收集了最近的结果，推导出有用的响应关系，也为非平衡系统。该方法是基于动力学合奏，由轨迹空间上的行动。时间反演下的（反）对称性将响应中的两个互补贡献分开，一个是熵，另一个是狂热。在未扰动参考过程的时间反演不变性下，响应中仅存在熵项，从而给出平衡状态下的标准波动-耗散关系。对于非平衡参考系综，狂热项的贡献至关重要，是负责新的现象。我们讨论了Sutherland-Einstein关系的修正，负微分迁移率的出现和响应的饱和。我们还指出如何爱因斯坦之间的关系噪声和摩擦得到违反探头耦合到一个非平衡环境。最后，我们对量子现象的情况进行了一些讨论，但大部分内容都是关于经典介观（开放）系统的。许多简单的例子的选择是试图使笔记教学，介绍一个重要的研究领域，在非平衡统计力学。
2020-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superoperator coupled cluster method for nonequilibrium density matrix
我们发展了一种求解Lindblad主方程描述的非平衡开放多体量子系统的超算符耦合集团方法。该方法具有普适性，适用于相互作用的费米子、玻色子及其混合物系统。我们提出了一个一般的理论，并考虑其应用的问题，通过系统的电子-声子关联的量子输运。对微扰理论和非平衡组态相互作用理论计算的结果进行了评估。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium candidate Monte Carlo: A new tool for efficient equilibrium simulation
Metropolis蒙特卡罗模拟是研究物质平衡性质的有力工具。然而，在复杂的凝聚相系统中，很难设计出具有高接受概率的蒙特卡罗移动，同时也能快速采样不相关的配置。在这里，我们介绍了一类新的移动基于非平衡动力学：候选配置是通过一个有限的时间过程中，一个系统被主动驱动出平衡，并接受与标准，保持平衡分布。接受规则类似于Metropolis接受概率，但与非平衡功有关，而不是瞬时能量差。我们的方法是适用于从一个单一的热力学状态或混合物的热力学状态的采样，并允许坐标和热力学参数驱动的非平衡提案。虽然生成有限时间切换轨迹会产生额外的成本，但驱动某些自由度同时允许其他自由度自然演变可以导致接受概率的大幅增强，从而大大减少结构相关时间。使用非平衡驱动的过程大大扩展了有用的Monte Carlo建议在模拟稠密溶剂化体系的剧目。
2011-10-20 cond-mat.stat-mech
Dynamical patterns and nonreciprocal effective interactions in an active-passive mixture through exact hydrodynamic analysis
本文针对非平衡物理系统动力学模式形成的理论挑战，提出可精确分析的活性-被动粒子混合模型，推导其流体动力学方程揭示非互易耦合，研究得出新颖相图与动力学稳态特性，其数学可处理性带来超越数值模拟的精确结论。
2025-08-23 cond-mat.stat-mech
Symmetries and novel universal properties of turbulent hydrodynamics in a symmetric binary fluid mixture
我们阐明的普遍性质的非平衡稳态（NESS）的驱动对称的二元流体混合物，一个积极的平流的例子，在其混溶相。我们利用运动方程的对称性，建立了适当形式的结构函数，该结构函数描述了被驱动的对称二元流体混合物的NESS的统计特性。我们阐明了由标度指数和振幅比描述的普适性质。我们的研究结果表明，这些指数和振幅比连续变化的速度和浓度场的梯度之间的互相关程度。此外，我们证明，在与Celani等人，物理评论快报，89，234502（2002），在被动标量湍流研究中使用的常规结构函数在对称二元流体混合物的问题中甚至在弱浓度极限中仅表现出简单的标度。我们还讨论了可能的实验验证我们的结果。
2005-08-22 cond-mat.stat-mech
Equilibrium and nonequilibrium fluctuations at the interface between two fluid phases
我们已经进行了小角度光散射测量的静态结构因子的临界二元混合物进行扩散部分再混合。一个不寻常的散射几何形状集成了样品厚度的结构因子，允许同时探测浓度分布的不同区域。我们的实验表明，在整个宏观演化到平衡界面的界面毛细波的存在，并允许推导出表面张力的时间演化。界面性能示出，以达到其平衡值迅速相比，系统的宏观平衡时间。
2000-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonreciprocal collective dynamics in a mixture of phoretic Janus colloids
研究具有不同催化涂层和趋化迁移率的Janus胶体二元混合物，通过粗粒化耦合密度与极化场揭示多种非互易集体不稳定性，并实现Nonreciprocal Cahn-Hilliard模型的微观机制。
2024-02-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spinning mixtures: nonreciprocity transfers chirality across scales in scalar densities
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
本文提出一个仅基于数量密度的双物种手性活性粒子最小模型，揭示非互易性与手性的耦合产生边缘电流相分离及时空无序相等新动力学状态。
2026-10-09 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium critical Casimir interactions in binary fluids
浸入临界二元液体混合物中的胶体受到临界卡西米尔力（CCF）的影响，因为它们限制了其浓度波动并通过有效表面场影响后者。迄今为止，CCF仅在热力学平衡下进行了研究。然而，由于临界减速，颗粒周围的序参量很容易被胶体的任何运动或溶剂流动所扰动。这导致了国家合作框架中重大但基本上未探索的变化。本文研究了近临界流体混合物中单个胶体颗粒的拖曳力以及两个胶体在CCF作用下的相对运动。为了解释序参量场、溶剂速度场和粒子运动之间的动力学耦合，我们使用流体粒子动力学方法。这些研究将对CCF的理解从热平衡扩展到与当前实验相关的非平衡过程，并显示临界点附近出现的显著效应。
2013-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Staggered Scheme for the Compressible Fluctuating Hydrodynamics of Multispecies Fluid Mixtures
我们提出了一个数值公式的解决方案的非等温，可压缩，纳维-斯托克斯方程与热波动描述中尺度传输现象的多组分流体混合物。我们的数值方法的新颖之处是使用交错网格动量随着有限体积离散的热力学变量来解决由此产生的随机偏微分方程。数值方案的主要优点是扩散和随机动量通量的显着简化和紧凑的离散化，以及涉及压力的边界条件的明确规定。与Balakrishnan \emph{et al.} [Phys. Rev. E 89，013017（2014）]中先前描述的同位方案相比，交错网格方案更准确地再现了气体混合物中流体动力学波动的平衡静态结构因子。的数值方法进行测试，为理想的惰性气体混合物在各种非平衡条件下，如施加的热量和浓度梯度，以评估交叉扩散效应的作用，如Soret和Dufour，对长期的相关性的流体动力学波动，这也更准确地再现相比，同位方案。我们数值研究了混合气体中由浓度梯度驱动的巨非平衡涨落和涨落驱动的瑞利-泰勒不稳定性。在适用的情况下，观察到与直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法的理论和测量结果非常一致。
2023-01-30 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Strong Shock Waves and Nonequilibrium Response in a One-dimensional Gas: a Boltzmann Equation Approach
以玻尔兹曼方程为基础，以无限强冲击波为探针，研究了一维二元流体的非平衡行为。得到了密度、速度和温度随混合物质量比μ的变化曲线。我们发现，温度过冲附近的激波层，重粒子密度大，速度慢，比轻粒子在激波周围的强非平衡区冷却。表征该区域大小的激波宽度w（μ）随着μ-->0的w（μ）~ μ^{1/3}而减小。在这个极限中，两个非常不同的长度尺度控制着流体结构，重粒子比轻粒子平衡得快得多。流体动力场呈指数级松弛，趋向平衡，（x）~ exp[-x/λ]。尺度分离在这里也是明显的，具有两个典型尺度λ_1和λ_2，使得λ_1 ~ μ^{1/2}为μ-->0$，而λ_2是控制流体渐近松弛的慢尺度，在此极限内增加到一个常数。这些结果进行了讨论，在最近的数值研究的类似一维二元流体的非平衡行为的光。
2005-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
High-degree collisional moments of inelastic Maxwell mixtures. Application to the homogeneous cooling and uniform shear flow states
本文用$d$维非弹性Maxwell模型的Boltzmann方程确定了颗粒状二元混合物中二、三和四阶碰撞矩。这些碰撞时刻的准确评估的速度矩的分布函数的每个物种时，扩散是不存在的（每个物种的质量通量消失）。相应的相关特征值以及交叉系数作为正常恢复系数和混合物的参数（质量，直径和组成）的函数。结果被施加到分析的时刻（缩放与热速度）在两个不同的非平衡状态：均匀冷却状态（HCS）和均匀（或简单）剪切流（USF）状态的时间演化。在HCS的情况下，在对比发生的简单的粒状气体，它示出的第三和第四度的时刻可以发散的时间为给定值的系统的参数。详尽的研究的影响的参数空间的混合物上的时间行为的这些时刻进行。然后，在USF的第二和第三度的速度时刻的时间演化的示踪剂限制（即，当一个物种的浓度是可以忽略不计的）进行了研究。正如预期的那样，虽然二阶矩总是收敛的，但示踪物质的三阶矩在长时间限制内也可以发散。
2023-01-25 cond-mat.stat-mech
Fluctuating hydrodynamics of multi-species, non-reactive mixtures
本文讨论了多组分、非反应性流体的泛函Navier-Stokes（FNS）方程。特别是，我们建立了一个形式适合于数值解的随机偏微分方程。一个准确和有效的数值方案，基于我们以前的方法为单物种和二元混合物，提出和测试在平衡以及各种非平衡问题。其中包括研究在三元混合物中存在扩散障碍时的巨大非平衡浓度波动，在四种混合物中扩散引发瑞利-泰勒不稳定性，以及三元混合物中的反向扩散。与理论和实验的良好一致性表明，该公式是鲁棒的，可以作为一个有用的工具，在多组分流体的热波动的研究。扩展到包括化学反应将在后续文件中处理。
2014-01-15 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Nonequilibrium dynamics and fluctuation-dissipation relation in a sheared fluid
用分子动力学模拟研究了二元Lennard-Jones混合物在简单剪切流中的非平衡动力学行为。研究的温度范围涵盖了液体，过冷和玻璃态，而剪切速率涵盖了线性和非线性的流变学制度。结果可以解释的非平衡，示意模式耦合理论的背景下，最近开发的，这使得该理论适用于广泛的软玻璃材料。首先研究了粘度的行为。在非线性区域，得到强剪切稀化。研究了中间散射函数的标度性质。在这种非平衡状态下，因式分解和时间叠加的标准“模式耦合特性”成立。在剪切流中，波动耗散关系以与理论预测非常相似的方式被违反，允许定义流体的慢模式的有效温度Teff。Teff的温度和剪切速率的依赖性进行了研究，使用密度波动作为一个观察。Teff的可观察的依赖性也进行了研究。许多不同的观测量被发现，导致相同的值Teff，建议几个实验程序来访问Teff。有人提出，大质量的示踪粒子可能起到“有效温度计”的作用。当示踪剂的爱因斯坦频率变得小于流体的弛豫时间的倒数时，非平衡均分定理成立。这最后一个结果提供了强有力的支持Teff的热力学解释，并使它在实验上可以在一个非常直接的方式。
2002-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Periodically-driven Kondo impurity in nonequilibrium steady states
本文研究了一个非平衡驱动的各向异性Kondo杂质模型的非平衡动力学。周期性的时间依赖性被引入的本地磁场耦合到杂质自旋，也为面内交换相互作用。我们得到的时间演化的任意周期的时间依赖于在参数空间中的特殊点称为图卢兹极限的确切结果。我们首先考虑局部磁场周期性地打开和关闭的特定情况。当驱动周期远小于近藤温度的倒数时，杂质自旋极化的时间平均值随局域磁场强度的增加出现了有趣的振荡行为（共振现象）.通过考虑外部驱动的高频极限，我们阐明了该系统恢复了时间上的平移不变性，并且可以由零温度和无限温度性质的混合物来描述。在某些情况下，系统由零温或无限温性质控制，因此可以用相应的平衡态来描述。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Kinetics of Phase Separation in the Driven Lattice Gas: Self-Similar Pattern Growth under Anisotropic Nonequilibrium Conditions
在低温下演化的驱动格子气（DLG）有助于理解各向异性条件下不稳定混合物中斑图形成的动力学。在这里，我们开发了一个简单的理论描述动力学的蒙特卡罗模拟的DLG。还研究了朗之万连续模拟，其显示出相同的行为。我们表明，图案的生长主要是单粒子过程的结果，并且，经过短暂的瞬态时间，其中表面蒸发/冷凝机制是重要的，在散装空穴扩散成为主导。因此，对于宏观系统，除了在某些非常早期（可能不可观测）的时间，存在唯一的相关长度，其表现为$l(t) \sim t^{1/3}$。这意味着某种自相似性，即空间模式看起来相似，但在不同的时间尺度发生了（非平凡的）变化。我们还表征了结构因子，在其中我们确定了Guinier和Porod区域，以及其随时间和大小的缩放形式。潜在的各向异性在决定宏观上出现的特殊行为方面是必不可少的。
2003-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic clustering of passive colloids in dense suspensions of motile bacteria
主动和被动粒子的混合物被预测表现出各种非平衡相。在这里，我们报告了一个动态的群集阶段的胶体和能动细菌的混合物。我们发现，胶体聚类的结果，由于持续的主动运动和键稳定，由于扭矩对齐主动颗粒速度切向被动颗粒表面之间的平衡键断裂。此外，动态聚类跨越了基于扩散性和运动诱导的相分离之间的广泛范围，包括典型的细菌运动参数。
2021-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Long-time diffusion and energy transfer in polydisperse mixtures of particles with different temperatures
有证据表明，在长时间尺度的被动粒子的传输速率增强，由于与周围的活性在一个大小和成分依赖的方式相互作用。使用一个质点系具有不同的温度，我们探测这些效果在稀溶液中，并推导出长时间的摩擦和自扩散系数的体积分数的函数，尺寸和温度的颗粒在$d=2$和3维。因此，我们模型排除体积的相互作用的非平衡系统，但也扩展到短程软势的范围，并比较我们的结果布朗动力学模拟。值得注意的是，我们表明，粘度和能量通量显示非线性依赖于大小。我们的形式主义的简单性允许发现各种有趣的场景，可以相关的生物系统和活性胶体。
2021-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Mode Coupling Theory for Nonequilibrium Glassy Dynamics of Thermal Self-Propelled Particles
We present a promising mode coupling theory study for the relaxation and glassy dynamics of a system of strongly interacting self-propelled particles, wherein the self-propulsion force is described by Ornstein-Uhlenbeck colored noise and thermal noises are included. Our starting point is an effective Smoluchowski equation governing the distribution function of particle's positions, from which we derive a memory function equation for the time dependence of density fluctuations in nonequilibrium steady states . With the basic assumption of absence of macroscopic currents and standard mode coupli…
2017-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuations of entropy and log-normal superstatistics
非平衡态复杂系统通常可以用不同时间尺度上不同动力学的混合来描述。超级统计学是“统计的统计”，有两个基本上分开的时间尺度，为这种描述提供了一个一致的理论框架。在这里，对数正态超统计量的理论发展的基础上的熵变化的波动定理以及最大熵方法。这提供了新的物理洞察对数正态统计，而不是传统的乘法随机过程。本文对该理论在湍流脉动能量耗散率中的可能应用作了评述。
2010-07-23 cond-mat.stat-mech
Population dynamics of driven autocatalytic reactive mixtures
受基于非平衡态热力学的反应动力学理论和驱动反应扩散的线性稳定性的启发，我们应用Fokker-Planck方程来描述与化学库接触的反应性粒子系综的群体动力学。我们通过比较具有相同热力学但不同反应动力学的系统来说明自催化对种群动力学的影响。系统的动态相行为可能完全不同于其热力学所暗示的。通过定义相分离的粒子系综时的概率分布是双峰，我们发现，热力学相分离可能会被抑制的自抑制反应，而自催化增强相分离，并在某些情况下诱导系综，由philically单相系统分离成两个不同的群体，我们称之为虚拟相分离。不对称反应动力学也导致在反转反应方向时在性质上不同的群体动力学。在可忽略涨落的极限下，我们用特征线法和线性化方法研究了浓度标准偏差的演化以及相分离的条件，与完全数值解符合得很好。讨论了锂离子电池和{ \it原位} X射线衍射的应用。
2019-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Two-Stage Ordering Kinetics in Binary Mixtures of Ellipsoidal Particles
Vellore Institute of Technology（维罗尔理工大学）；Jawaharlal Nehru University（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学）；Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（贝拉姆普尔印度科学教育研究所）
本研究通过模拟揭示椭球粒子二元混合物在淬火后经历取向有序化与组分相分离两个阶段，分别遵循t^{1/2}和t^{1/3}至t的生长律，为各向异性粒子相有序化提供统一框架。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Chemotactic particles as strong electrolytes: Debye-Hückel approximation and effective mobility law
本文将化学活性趋化粒子的二元混合物类比为强电解质，解析导出其在外部浓度梯度下的有效泳动迁移率随浓度平方根衰减，推广了Kohlrausch与Debye-Hückel-Onsager定律。
2024-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
