Entropy Production in Systems with Spontaneously Broken Time-Reversal
研究了无耗散的非平衡量子系统的熵产生,它完全由时间反演不变性的自发破缺产生。系统保持总能量和粒子数,并与两个热源进行了分析。重点点的相互作用,我们推导出的熵产生算子诱导的概率分布。我们证明了在零频率极限下它的所有矩都是正的。分析涵盖费米和玻色统计。
2020-03-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropy production in field theories without time reversal symmetry: Quantifying the non-equilibrium character of active matter
活性物质系统由于在组成粒子尺度上的连续能量注入而远离平衡运行。在更大的尺度上,由粗粒度模型描述,全局熵产生率S量化了正向和反向动力学的概率比,因此在这样的尺度上不可逆性的重要性:每当活跃系统的粗粒度动力学减少到有效平衡模型时,它就消失了。我们评估S的一类标量随机场论描述的粗粒度的自推进粒子的密度没有对齐的相互作用,捕捉运动诱导相分离等关键现象。我们展示了如何熵产生可以分解本地(在真实空间)或频谱(在傅立叶空间),允许详细检查的空间结构和相关性,基本偏离平衡。对于相分离系统,局部熵产生主要集中在界面上,在弱噪声极限下,体积贡献趋于零。在均匀的状态下,我们发现一个广义的原田-佐佐关系,直接表示的熵产生的波矢依赖的偏差从响应函数和耗散之间的波动关系。我们讨论扩展的情况下,粒子密度耦合到动量守恒的溶剂,和粒子电流的情况下,而不是密度,应该被选择为动力场。我们期望这里开发的新概念工具在活性物质的背景下是广泛有用的,使人们能够区分何时何地活动在动力学中起着至关重要的作用。
2017-04-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Onsager Symmetry Relation and the Time Inversion Invariance of the Entropy Production
从熵产生在时间反演下是不变的出发,人们可以(i)容易地证明和理解线性昂萨格关系的许多方面,以及(ii)推导出所有二次昂萨格系数的水动力通量为零的结果。
1998-06-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy and Time
统计力学的时间方向的出现,从一个基本的时间反演不变的动力学解释通过检查一个简单的模型。时间反演对称性的保存和初始条件的作用的方式被强调。还讨论了有限温度模型的扩展。
1999-07-27 cond-mat.stat-mech
Splitting rate matrix as a definition of time reversal in master equation systems
基于非平衡涨落关系的最新进展,本文提出了一种广义时间反演方法,将离散状态随机主方程分解为不可逆和可逆两部分。这个定义的一个直接优点是,各种波动关系可以归因于不同的矩阵分裂。此外,我们还发现,在考虑到可逆部分的存在时,通常的总熵产生公式和细致平衡的条件必须作适当的修改,而这一部分在过去很长一段时间内被完全忽略。
2011-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Play. Pause. Rewind. Measuring local entropy production and extractable work in active matter
时间反演对称性破缺和熵产生是非平衡现象的普遍特征。尽管它在活动和生命系统的物理学中很重要,但具有许多自由度的系统的熵产生仍然没有什么实际意义,因为它们的状态空间的高维性使得它难以测量。在这里,我们介绍了一个本地测量熵产生和数值协议来估计它。我们建立了熵产生和可提取的工作在系统的一个给定区域之间的连接,并显示这个数量如何依赖于被跟踪的自由度至关重要。我们通过考虑运动诱导相分离的活性布朗粒子系统,以及活性布朗粒子和E.大肠杆菌在整流装置中,粒子动力学的时间反演不对称耦合到空间不对称,以揭示其在宏观尺度上的影响。
2022-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-reversal and PT symmetry breaking in non-Hermitian field theories
研究具有守恒动力学的非厄米涨落场论中的时间反演与PT对称性破缺,发现非厄米独有的相变场景在静态相内引发介观熵产生率激增,并指出本征模耦合是临界例外点处熵产生与噪声放大的机制。
2023-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Time-reversal symmetry violations and entropy production in field theories of polar active matter
研究了流体动力学Vicsek模型(HVM)和扩散群集模型(DFM)中的稳态熵产生率(EPR)。这两个模型显示从各向同性气体到极性液体(植绒)相的过渡,除了旅行极性集群和微相分离的可折叠间隙。的DFM,这可能被认为是一个扩展的HVM的相图,包含额外的结构,在低密度,我们发现一个新的晶体相,其中一个固定的六方晶格的高密度脊包围低密度谷。从评估的EPR在低噪声的缩放,我们发现,在这个限制的动态可能会被组织成三个主要类别的基础上占主导地位的贡献。真正的非平衡态动力学的特点是在这个极限的EPR发散,并维持全球时间反演对称性(TRS)违反电流在零噪声。另一方面,边际非平衡和有效平衡动力学在这个极限中具有有限的EPR,并且TRS仅在波动水平上被打破。对于后者的这两种情况下,细致平衡恢复在小噪声限制,我们恢复有效的玻尔兹曼统计最低非平凡的顺序。我们进一步证明,EPR的缩放可能会改变,这取决于动态变量时,它被计算跟踪,并选择用于时间反演的协议。从数值模拟的动力学获得的结果证实了我们得到的渐近标度关系和我们的定量预测。
2020-12-18 cond-mat.stat-mech
Complexity transitions in chaotic quantum systems: Nonstabilizerness, entanglement, and fractal dimension in SYK and random matrix models
Pitaevskii BEC Center, CNR-INO and Department of Physics, University of Trento(特伦托大学物理系);INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications(特伦托基础物理与应用研究所);Kirchhoff-Institut für Physik, Universität Heidelberg(海德堡大学基尔霍夫物理研究所)
本文研究了混沌到可积分相转变中复杂性标记的差异,揭示了不同标记对复杂性特征的互补描述及经典可计算性的影响。
2025-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Time-reversal symmetries and equilibrium-like Langevin equations
格雷厄姆在Z. Physik B 26,397-405(1977),波动耗散关系可以被施加到一类非平衡马尔可夫朗之万方程上,该方程允许相应的福克-普朗克方程的定态解。由此产生的朗之万方程的平衡形式与非平衡哈密顿量相关联。在这里,我们提供了一些明确的见解,这个哈密顿可能会失去其时间反演不变性和如何“反应”和“耗散”通量失去其独特的时间反演对称性。力和通量之间的反对称耦合矩阵不再源自泊松括号,并且在稳态下,“反应性”通量有助于(“管家”)熵产生。非平衡哈密顿量的时间反演的偶数和奇数部分对熵的贡献在性质上不同,但在物理上有指导意义。我们发现的情况下,由于噪声波动是唯一负责的耗散。最后,这种结构产生了一个新的,物理上相关的frenesy实例。
2023-03-21 cond-mat.stat-mech
Unified formalism for entropy productions and fluctuation relations
随机熵产生,它量化了随机动力学的轨迹和它的时间反转的概率之间的差异,在非平衡态热力学中具有核心作用。在概率论中,观测量的统计性质的变化可以用概率测度的变化来表示。我们认为运营商的概率测度空间,诱导过程的统计特性的变化,并制定熵生产这些变化的概率测度(CPM)运营商。熵产生起源的数学基础使我们能够组织各种形式的涨落关系:所有的熵产生都有非负的平均值,承认积分涨落定理,并满足一个相当普遍的涨落关系。在对算子进行更多约束的条件下,从一般的涨落关系出发,得到了瞬态涨落定理和详细的涨落定理。我们使用一个离散时间,离散状态空间马尔可夫过程来绘制一个过程的三个反转之间的对比:时间反转,协议反转和对偶过程。研究了相应的CPM算子的性质,揭示了物理和化学中熵产生的各种涨落关系的有效域。我们还证明了我们的CPM算子形式可以帮助我们很容易地推广其它关于超额功和超额热的涨落关系,讨论了熵产生的鞅性质,并利用Girsanov定理导出了常噪声扩散过程中熵产生的随机积分公式.我们的形式主义提供了一个通用的和简洁的方法来研究随机热力学和信息论中的熵相关量的性质。
2020-01-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Information loss, entropy production and time reversal for dissipative and diffuse processes
在非破坏性成像中,关于样品内部的空间图案的信息必须通过某些波(例如,超声波或电磁波)传递到样品表面。在样品表面,可以检测到这些波,并从测量的信号重建内部结构。关于样品内部的信息量,这可以从样品表面上检测到的波获得,基本上是由从其激发到表面的传播的影响。散射、耗散或扩散导致熵产生和传播波的信息损失,因此导致对内部结构成像的分辨率损失。已经进行了几次尝试来补偿这些扩散或耗散效应,以获得样品内部的重建图像的更高分辨率。在这项工作中,它示出,螺旋波动限制这种补偿,因此也在一定深度的非破坏性成像的空间分辨率是有限的。我们描述了一个例子扩散和另一个耗散和随机过程建模的信息损失。对于这两个示例,热力学熵产生等于信息的损失,这导致重建图像中可实现的空间分辨率的理论限制。
2013-03-19 cond-mat.stat-mech
Partial Entropy production of active particles with hidden states in potentials
Imperial College London(帝国理工学院)
本文扩展了微扰框架,用于计算一般约束势中活性粒子的部分熵产生,量化了具有隐藏自推进的活性粒子的时间反演不对称性。
2026-09-01 cond-mat.stat-mech
Time-resolved statistics of snippets as general framework for model-free entropy estimators
本文提出基于轨迹片段时间分辨统计的通用框架,通过测量任意时间反演对称性事件(含时间对称瞬时事件)来无模型地估计熵产生下界,并给出弱化马尔可夫性的操作判据。
2022-11-30 cond-mat.stat-mech
Order from disorder in closed systems via time reversal violation
熵的定义通常假设相互作用的时间反演(T)不变性,但在微观上T是被违反的。我们提出了一个详细的计算例子(不带电)粒子物种分离(麦克斯韦恶魔)使用的相互作用,违反宇称(P)和T,使PT被保存,符合量子场论(C是电荷共轭)中所需的CPT不变性。这说明了违反T的力如何从无序状态中产生更有组织的状态,这与基于熵增加的预期相反。我们还概述了几种情况,在这些情况下,违反T的力量可能会导致早期宇宙中的一个有组织的状态,从更早的无序状态开始。
2012-03-27 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech hep-ph
Noise-Induced Phase Separation and Time Reversal Symmetry Breaking in Active Field Theories driven by persistent noise
本文证明标量非平衡场论可仅由持久噪声驱动的涨落引发相分离,机制类似运动诱导相分离,并发现时间反演对称性破缺集中于两相边界。
2024-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time reversals of irreversible quantum maps
我们介绍了开放量子系统的时间反演的概念,表示为线性量子操作,和相关的推广经典熵产生的环境。该泛函是在正向动力学和时间反演动力学下观察到两个状态之间的跃迁的概率的比率,并且如在经典情况下一样,导致波动关系作为重言式恒等式。正如在经典动力学与热浴接触,时间反演是不是唯一的,我们讨论几种可能性。对于任何双随机映射,它的对偶映射保留了迹,并描述了一个合法的动力学反转的时间,在这种情况下,在环境中的熵产生消失。对于一般的随机映射,我们构造了一个简单的量子操作,它可以被解释为时间反演。例如,以一定概率将激发态发送到基态的衰减信道可以被反转为以相同概率将基态变换到激发态的信道。
2015-06-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Measurement of irreversibility and entropy production via the tubular ensemble
在随机过程中,不可逆性的吸引人的理论度量,作为轨迹和其时间反转的概率之比,不能在实验中直接获得,因为单个轨迹的概率为零。我们正则化这个定义,而不是考虑,概率的限制比例的轨迹保持在一个光滑的路径和时间反转的管状附近。由此得到的路径方向的介质熵产符合随机热力学的形式表达式,并可以从可测管概率得到。估计后者从数值采样的轨迹朗之万动力学产生良好的协议与理论。通过结合我们的测量路径熵生产与马尔可夫链蒙特卡罗算法,我们推断的熵生产分布的过渡路径合奏直接从短记录的轨迹。我们的工作使测量的不可逆性沿个别路径,路径合奏,在一个无模型的方式。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entanglement entropy of a three-spin interacting spin chain with a time-reversal breaking impurity at one boundary
研究了时间反演破缺杂质项对三自旋相互作用横向伊辛模型中纠缠熵的平衡和非平衡临界性质的影响,该模型可以映射到一维次近邻跳跃p波超导体.由于次近邻跳跃的存在,在相图中出现了一个新的拓扑相,在开链的每一端都有两个零能量的Majorana模。我们表明,相对于哈密顿量的参数之一的EE的衍生物可以检测到量子相变,通过表现出尖点样的结构在这些点上,杂质强度($\la_d$)可以大大修改峰/谷的高度与尖点。重要的是,我们发现EE与块大小的对数标度保持不受杂质项的应用的影响,尽管系数(即,中心荷)对于较低范围的$\la_d$随杂质强度而变化,并且对于与包含两个Majorana边缘模式的相共享的相边界,最终以指数阻尼因子($\sim \exp(-\la_d)$)饱和。另一方面,它接收另一相位边界的$\la_d$方面的线性校正。最后,我们重点研究了杂质项仅作用于最终哈密顿量的临界猝灭情形下,杂质对电子能量随时间演化的影响。有趣的是,它已被证明,在相反的平衡情况下,对于所有的相边界,EE的饱和值增加与杂质的强度在$\la_d$的某个区域,最后,对于较高的值的$\la_d$,它增加非常缓慢,这是由指数阻尼因子。
2018-04-22 cond-mat.stat-mech
Density-driven reversal of flavour-entanglement anisotropy in the D3-D7 holographic conductor
Chuo University(中央大学)
本研究通过D3-D7全息模型,发现强耦合导体中味道纠缠熵的各向异性随电荷密度增加发生符号反转,该反转源于狄拉克-玻恩-因费尔德应力的径向竞争,且为平滑交叉而非相变。
2026-09-23 cond-mat.stat-mech hep-th
Time reversal breaking of colloidal particles in cells
University of Göttingen(哥廷根大学)
研究通过均反松弛方法分析细胞内胶体颗粒的随机轨迹数据,揭示时间反演对称性破缺,并确定活动的时间和长度尺度。
2026-03-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
No current without heat
我们证明了一个大类的相互作用的粒子系统,每当静态措施是不可逆的动力学,那么在稳定状态下的平均熵产生是严格积极的。这延伸到热力学极限之间的等效微观可逆性和零平均熵产生:时间反演不变性不能自发打破。
2001-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fragility of Time-Reversal Symmetry Protected Topological Phases
热力学第二定律指出存在一个“时间箭头”,沿着这个箭头熵只会增加。尽管微观自然定律具有时间反演对称性(TRS),但仍会出现这种情况。在量子理论中,TRS支撑了许多有趣的现象,最著名的是拓扑绝缘体和量子磁体的Haldom相。在这里,我们证明,这种TRS保护的影响是从根本上不稳定的耦合到一个环境。不管微观对称性如何,量子系统与其周围环境之间的相互作用促进了孤立系中TRS所禁止的过程。这不仅导致了纠缠熵的产生和宏观不可逆性的出现,而且导致了TRS保护现象的消亡,包括那些与特定的纠缠保护拓扑相相关的现象。我们的研究结果突出了TRS在量子力学中的神秘性质,并阐明了利用拓扑系统进行量子技术的潜在挑战。
2021-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Inferring entropy production rate from partially observed Langevin dynamics under coarse-graining
本文通过调用基本的破缺时间反演对称性,给出了一个朗之万动力学系统的总熵产生率(EPR)的下界估计,该系统具有单个观测变量粗粒化为几个离散状态。我们估计了部分观测系统等待时间分布的不可逆性,并发现了空间分辨率对平均驻留时间不对称性和EPR的影响。
2022-05-29 cond-mat.stat-mech
Exact Coarse Graining Preserves Entropy Production out of Equilibrium
与破缺的时间反演对称性相关联的熵产生率提供了从被驱动的胶体颗粒到分子马达的纳米系统的基本特征。对动态状态的有限访问通常会阻碍对该可观察值的正确估计。在这里,我们展示了如何无记忆的跳跃过程可以粗粒度精确地保持其平均值和波动平稳。这支持熵波动定理的唯一适用性,并允许推断真正的热力学与无法访问的过程细节。
2020-11-24 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems for stochastic dynamics
涨落定理利用时间反演来预测远离热平衡的多体系统的熵产生。在这里,我们回顾了各种各样的不同的,但相互关联的,已经推导出的关系,并从理论和实验研究。值得注意的是,我们证明,在马尔可夫随机动力学的背景下,这些不同的波动定理如何产生一个简单的基本时间反演对称性的某一类观测。呼吁吉布斯熵的概念允许微观定义的熵生产方面的这些可观的。我们使用主方程方法,这导致了一个数学上简单的证明,并提供了直接洞察所涉及的数量的概率意义。最后,我们指出一些实验,阐明涨落关系的实际意义。
2007-08-02 cond-mat.stat-mech
Entropy production in active Rouse polymers
本研究构建了以活性Ornstein-Uhlenbeck粒子为珠子的活性Rouse聚合物解析模型,通过简正模分析解耦相互作用并解析计算熵产生,揭示了不同条件下的熵产生特性及Rouse模、聚合物性质的影响。
2025-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy production and time asymmetry in nonequilibrium fluctuations
实验研究了两个非平衡态系统中非平衡态涨落的时间反演对称性,即在一个匀速运动的阱中的布朗粒子和一个外加平均电流的电路.它们的非平衡涨落的动力学随机性用动力系统理论的单位时间标准熵和时间反演熵来描述。我们目前的实验结果表明,它们的差异等于在玻尔兹曼常数的单位的热力学熵产生。
2007-05-03 cond-mat.stat-mech
A unified picture of strong coupling stochastic thermodynamics and time reversals
强耦合统计热力学被表述为一个观测系统与另一个未观测系统(浴)相互作用的哈密顿动力学。结果表明,随机热力学的熵产生泛函(定义为系统前向和后向路径概率的对数比)与系统和浴的联合初始条件的对数比成一一对应的关系.强耦合统计热力学的一个版本,其中系统-浴相互作用在过程的开始和结束时消失,弱耦合随机热力学也是如此,与最初处于平衡状态的浴本身相关。热量则是整个过程中浴能量的变化。它讨论了当这个热量是一个功能的系统历史。由塞弗特和雅任斯基引入的强耦合统计热力学版本与最初处于系统条件平衡的浴有关。这导致热作为系统历史的另一个泛函,需要通过热力学积分来确定。在随机过程中,前向和后向系统路径概率的对数比最终与组合系统和浴的初始条件的对数比有关。本文证明了在一般的时间反转下,随机过程的熵产生公式是由一个较大的底层Hamilton系统中浴能量的变化给出的。本文强调了时间反演的随机热力学的中心地位,也在强耦合的情况下。
2018-01-02 cond-mat.stat-mech
Negative contributions to entropy production induced by quantum coherences
耗散过程的熵产生是时间之箭和热力学第二定律的本质。对于量子系统的耗散,最近的研究表明,熵产生确实包含两个贡献:经典的和量子的。在这里,我们表明,对于简并(或近简并)的量子系统有额外的量子贡献,显着,可以成为负的。此外,这种负贡献与正在进行的热力学的显著变化有关。这包括诸如简并能级之间的相干性(称为水平相干性)的产生、能量交换的改变以及(最后但并非最不重要的)粒子数朝向热平衡状态的自然收敛的逆转等现象。进一步,我们建立了水平凝聚和人口收敛之间的互补关系,特别是启发理解热流逆转。导出了不同类型凝聚态的守恒律。一些后果热机器和资源理论的一致性。
2020-10-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Entropy Production from Density Field Theories for interacting particles systems
本文提出了一种方法,用于计算密度场理论中相互作用粒子系统的熵产生,适用于从微观到宏观的多种模型,并验证了其在活性流体中的应用。
2025-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arnold cat map, Ulam method and time reversal
利用Ulam方法研究了多个周期截面环面上Arnold帽映射的性质。这种方法生成一个马尔可夫链与乌拉姆矩阵近似。我们数值研究了这个矩阵的谱和本征态,显示了它们与Fokker-Plank弛豫和Kolmogorov-Sinai熵的关系。我们表明,在乌拉姆方法的框架中,映射的时间反演属性仅在很短的乌拉姆时间上保持不变,该时间仅随矩阵大小呈几何级数增长。平行的量子混沌的制度中的演化也进行了讨论。
2011-07-03 cond-mat.stat-mech nlin.CD
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
Hamiltonian Heat Baths, Coarse-Graining and Irreversibility: A Microscopic Dynamical Entropy from Classical Mechanics
针对可逆哈密顿动力学与热力学第二定律的矛盾,本文通过忽略热库条件密度的细节,提出可定量对应热力学熵且能在速度反转后正确倒带的微观动力学熵。
2025-03-14 cond-mat.stat-mech
The Entropy Production of Ornstein-Uhlenbeck Active Particles: a path integral method for correlations
通过采用路径积分公式,我们得到了有和没有热噪声的主动Ornstein-Uhlenbeck粒子(AOUP)系统的熵产生率。目前的治疗澄清了一些矛盾的定义熵产生率的AOUP模型,最近出现在文献中。我们推导出三种不同情况下的显式公式:过阻尼布朗粒子,AOUP与热噪声和没有。此外,我们表明,它是没有必要引入额外的假设下的时间反演变换的辅助变量的奇偶性。我们的结果同意那些基于以前的介观方法。
2019-03-31 cond-mat.stat-mech
Entropy and efficiency of a molecular motor model
在本文中,我们调查使用的路径积分形式主义和概念的熵和交通的背景下,分子马达。我们表明,连同时间反演对称性破缺的参数,可以找到这样的电机的效率上的界限。为了阐明这一技术,我们在一个特定的模型上使用它来找到热力学和斯托克斯效率,尽管参数本身更一般,可以用于广泛的模型。我们还表明,通过考虑作为棘轮的分子马达,可以找到额外的边界上的热力学效率。
2009-10-13 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
Thermal equilibrium with generalized time-reversal symmetry
University of Campania “Luigi Vanvitelli”(坎帕尼亚路易吉·范维特利大学);Institute for Complex Systems, CNR, Università Sapienza(复杂系统研究所,国家研究委员会,罗马智慧大学);Department of Physics, University of Rome “La Sapienza”(罗马大学物理系)
针对随机过程中时间反演奇偶性难以识别导致平衡态误判的问题,本文证明慢变量有效随机描述保留其时间反演对称性,并给出二维连续马尔可夫过程平衡态判据。
2026-06-24 cond-mat.stat-mech
Comment on "Fluctuation theorem for hidden entropy production"
最近,Kawaguchi和Nakayama(KN)[Phys. Rev. E { \bf 88},022147(2013)]表明,如果原始过程不涉及在时间反演下改变其符号的任何奇宇称变量,则与粗粒化过程相关联的隐熵产生服从积分涨落定理(IFT)。这被解释为奇宇称变量在从时间可逆确定性动力学推导不可逆随机动力学中起重要作用的证据。在这篇评论中,我们表明,KN的方法是不足以描述的起源不可逆的随机动力学,这就要求的问题是否需要奇宇称变量的出现宏观不可逆性。
2014-06-07 cond-mat.stat-mech
Hamiltonian flocks: Time-Reversal Symmetry and its consequences
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS UMR 7589, Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies, LPTHE(法国国家科学研究中心联合研究单位7589,理论与高能物理实验室)
研究哈密顿蜂群中时间反演对称性的扩展,揭示其对平衡系统波动-耗散定理的影响及非平衡系统中极性自由度的混合效应。
2026-07-01 cond-mat.stat-mech
Estimating dissipation from single stationary trajectories
在这封信中,我们表明,一个平稳的时间序列的时间反演的不对称性提供了有关产生该系列的物理机制的熵产生的信息,即使人们忽略了该机制的任何细节。我们开发估计的熵产生,可以检测非平衡过程,即使在时间序列中没有可测量的流量。
2010-09-20 cond-mat.stat-mech
Time reversal of complex evolution on a quantum computer
Mindbreeze GmbH(Mindbreeze有限公司);Basic Research Community for Physics e.V.(基础物理研究社区协会);Univ Toulouse, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique(图卢兹大学、法国国家科学研究中心、理论物理实验室)
该研究提出量子协议,在多体量子混沌区域对多量子比特系统的复杂演化进行时间反转,其对量子门缺陷稳定但存在单量子比特反转引发的蝴蝶效应,可在数百量子比特的量子设备上实现。
2026-08-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
W entropy in hard-core system
正如热力学第二定律所预言的那样,熵的增加在时间上是不可逆的。然而,在量子力学中,量子态的演化是关于时间反演对称的,这导致了热力学熵和量子熵之间的矛盾。我们研究了硬核玻色子系统中的W熵,它是根据Wannier基上的波函数的概率分布计算的。我们发现W熵和由Fock基波函数的概率分布计算的F熵满足近似线性关系,并且具有相同的趋势。然后,我们研究了不同参数下W熵的演化。我们计算了W熵的回归周期,并发现它与晶格尺度的依赖关系。结果表明热力学第二定律在量子力学中并不完全成立。只有当系统尺度足够大时,W熵的行为才符合热力学第二定律。
2022-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stealth entropy production in active field theories near Ising critical points
我们解决的稳态熵产生率(EPR)的活性标量$ϕ^4$理论,缺乏时间反演对称性,接近相分离的临界点。我们考虑了高斯水平下的非守恒(模型A)和守恒(模型B)动力学,并在$ε= 4-d$中讨论了前一阶动力学。在每一种情况下,活动在RG意义上都是不相关的:活动模型与其时间可逆的对应物处于同一个(动态伊辛)普适类中。因此,人们可能会认为,活动不会带来新的批判行为。在这里,我们表明,而不是EPR每时空相关体积保持有限或分歧的方法临界。因此,熵产生的非平凡临界标度是普遍的动态伊辛类性质之一。
2020-06-04 cond-mat.stat-mech
Estimating entropy production in a stochastic system with odd-parity variables
熵产生(EP)是非平衡态热力学中的一个重要指标,它可以量化过程的不可逆性以及特殊情况下的能量耗散。利用系统路径概率分布中的时间反演不对称性,已经开发了许多方法来仅从轨迹数据估计EP。然而,估计系统的EP与奇宇称变量,这在非平衡系统中普遍存在,尚未覆盖。在这项研究中,我们开发了一种机器学习方法,通过多个神经网络来估计具有奇校验变量的随机系统中的EP。我们证明了我们的方法与两个系统,一个欠阻尼珠弹簧模型和一个粒子奇宇称马尔可夫跳跃过程。
2021-12-11 cond-mat.stat-mech
Minimum entropy production principle from a dynamical fluctuation law
最小熵产生原理为宏观系统和随机模型提供了接近平衡定态的近似变分表征。分析了一类马尔可夫过程的占有时间经验分布的涨落,指出熵产生是一个大偏差率函数,当围绕一个细致平衡动态展开时,熵产生可达首阶.这样,最小熵产生原理被认为是动力学涨落结构的结果,其近似性得到了解释。我们还讨论了将该原理应用于自由度在运动学时间反转下改变符号的系统时出现的微妙之处。
2006-12-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Fluctuation theorems and thermodynamic uncertainty relations
涨落定理是非平衡态热力学的基本结果。考虑到熵产生和观测量的涨落定理,我们推导出一个新的热力学不确定性关系,它也适用于非循环和时间反演非对称协议。此外,我们还研究了热力学不确定性关系与熵与可观测量之间的关联。
2021-11-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fluctuation theorems in general stochastic processes with odd-parity variables
我们证明了奇宇称变量随机过程(时间反演下)的总熵产生被分成三部分,其中只有两部分满足积分涨落定理.一种是通常的过剩熵产生,它只能瞬时出现,称为非绝热。另一个原因则完全是由于细致平衡的破坏。不满足涨落定理的最后一部分来自于奇宇称变量的稳态分布不对称性,它是以非瞬态方式激活的。后两个贡献结合在一起作为内务(绝热)熵产生,其积极性是不能保证,除非当过剩熵产生完全消失。
2012-09-04 cond-mat.stat-mech
Unconventional entropy production in the presence of momentum-dependent forces
我们研究了非平衡态系统中的熵产生(EP)的非常规性质,奇宇称变量在时间反转下改变符号。我们考虑与热库接触的粒子的布朗运动,其中粒子动量是奇宇称变量。在存在{ \it外部}动量相关力的情况下,发现传递到环境中的EP { \em不}等于通常的由于热传递引起的储层熵变。出现了一个额外的非常规的贡献EP,这是至关重要的维持非负的(平均)总EP执行的热力学第二定律。几个例子被认为是阐明EP的新颖性。我们还讨论了与动量相关的力的细致平衡条件。
2015-12-22 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Entropy Production: Gibbsian hypothesis and local fluctuations
有人认为,吉布斯公式的非平衡系统的微观轨迹的时空分布提供了一个统一的框架,最近的结果的熵产生的波动。变熵产生自然地表示为时空作用泛函的时间反演对称破缺部分。它的平均值总是正的。这两个支持玻尔兹曼类型的分析,通过计数的变化相空间扩展对应的宏观状态,通过各种例子的非平衡模型。由于Gibbsian模型允许非马尔可夫动力学,我们还得到了全局马尔可夫模型中熵产生的局部涨落定理。为了研究系统对扰动的响应,我们可以应用标准吉布斯形式主义。
2001-07-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD
A method for calculating entropy production without knowing transition rates or dwell times
Holy Cross College(圣十字学院)
提出一种仅从状态序列和总时间推断马尔可夫系统熵产生率的方法,无需知道停留时间或跃迁速率。
2026-10-26 cond-mat.stat-mech
Three components of stochastic entropy production associated with the quantum Zeno and anti-Zeno effects
我们研究了一个二能级量子系统中的随机熵产生,该系统在进行外部测量设备或环境的连续随机扰动所带来的量子测量时执行Rabi振荡。动力学产生量子芝诺和反芝诺效应的某些测量制度,和随机熵的产生是一个衡量的行为的不可逆性。当测量扰动的强度与时间有关时,随机熵产生分为三个分量。两个代表弛豫行为,一个是特定的系统所代表的坐标是奇数下的时间反演对称性,第三个特点的非平衡稳定状态所产生的破坏细致平衡的动态。这项研究说明了随机热力学的思想如何以类似的方式应用于量子和经典系统。
2023-03-17 cond-mat.stat-mech quant-ph