Fluctuation Theory of Mixtures (A Statistical Mechanical Background)
综述了混合物涨落理论的统计力学基础。概述了系统的微观性质和宏观性质之间的统计力学关系。定义了平衡体系中的分布函数，并报道了纯流体和混合流体的分布函数与热力学性质之间的关系。给出了分布函数的可用近似。给出了直接关联函数、直接关联函数积分的定义及其与涨落积分的关系。
2018-11-18 cond-mat.stat-mech
Random paths and current fluctuations in nonequilibrium statistical mechanics
综述了非平衡统计力学在随机路径和电流涨落统计方面的最新进展。虽然平衡态统计力学的统计是在空间中进行的，但非平衡态系统的统计是在时间或时空中进行的。在这种方法中，已经建立了非平衡性质之间的关系，如输运系数，热力学熵产生，或亲和力，和表征微观哈密顿动力学和它可能产生的混沌或波动的量。这篇综述介绍了经典系统的逃逸率形式主义，随机过程，和开放量子系统的结果。
2014-06-13 cond-mat.stat-mech
From dynamical systems to statistical mechanics: the case of the fluctuation theorem
这一观点与豪尔赫·库尔昌（Jorge Kurchan）的一篇文章（1998 J. Phys. A：Math. Gen. 31，3719）有关，这篇文章是庆祝《物理学杂志》（J. Phys.）50周年纪念日发表的最有影响力的论文的一系列评论的一部分。
2017-07-24 cond-mat.stat-mech
A framework of nonequilibrium statistical mechanics. I. Role and type of fluctuations
理解涨落是建立非平衡统计力学一般框架的关键，涨落可以增强具有热力学结构的唯象演化方程。这些波动提供了微观细节的理想化表示。我们认为波动增强方程与马尔可夫过程和阐述一般配方评价动态材料的性能，其特征在于力通量本构关系，由统计力学。具有连续轨迹的马尔可夫过程可以方便地用随机微分方程来描述，并导致动态材料特性的Green-Kubo型公式。不连续跳跃的马尔可夫过程包括Kramers计算过的能垒上的跃迁。我们描述了一个统一的方法，马尔可夫波动，并展示了如何适当类型的波动（连续与不连续）是反映在数学结构的唯象方程。
2020-04-20 cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Topological Fluctuations in Glass-Forming Liquids
所有的液体都是拓扑无序的材料;然而，无序的程度可以因结构和拓扑的内部波动而变化。这些波动取决于系统的组成和温度。大多数先前的工作已经考虑了液体或玻璃性质的平均值，例如每个原子的拓扑自由度的平均数;然而，性质的局部波动也在控制任何玻璃形成系统的宏观特征中起着关键作用。将无序结构的统计力学与拓扑约束理论相结合，提出了一种通用的方法来模拟玻璃形成液体中的拓扑涨落。在这样做时，我们引入本地化的波动到网络中的拓扑自由度的计算的贡献。用这种方法，无序网络中的全部性质分布可以计算为组成、温度和热历史（对于非平衡玻璃态）的任意函数。目前调查的范围集中在描述液体的拓扑波动，集中在成分和温度的影响。
2018-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local measures of fluctuations in inhomogeneous liquids: Statistical mechanics and illustrative applications
Universität Bayreuth（拜罗伊特大学）
本文通过统计力学方法详细推导了局部压缩性、局部热susceptibility和减缩密度三种单体波动度，并通过蒙特卡罗模拟展示了其在受限硬球、高斯核心和伦敦-琼斯流体中的应用。
2023-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Straightforward quantum-mechanical derivation of the Crooks fluctuation theorem and the Jarzynski equality
我们得到的克鲁克斯和Jarzynski非平衡波动关系，使用直接的量子力学方法的有限系统，无论是孤立的或耦合不太强烈的热浴。迄今为止，这些结果大多是在经典极限下得出的。这幅图中的两个主要成分是时间反演对称性和第一定律在主体对系统做功的情况下的应用。没有进一步的假设随机或马尔可夫行为是必要的，既不需要一个主方程或一个经典的相空间图片。这些非平衡关系的简单性和一般性的证明，给非常简单的物理见解。
2012-07-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Fluctuations in Nonequilibrium Statistical Mechanics: Models, Mathematical Theory, Physical Mechanisms
非平衡态系统中的涨落正受到广泛的理论和实验研究。局部“涨落关系”描述了在各种模型和现象中某些可观测量的统计特性的对称性。它们是在确定性框架中产生的，后来又在随机框架中产生。其他的结果首先获得的随机过程，后来考虑在确定性动力学，描述的时间演变的波动。该领域的发展超出了预期：研究工作和不同的观点以更快的速度提出。事实上，了解波动是重要的新兴理论的非平衡现象，以及应用程序，如那些纳米技术和生物物理的兴趣。然而，不同方法之间的联系以及这些方法的局限性尚未得到充分理解。我们专注于这些问题，提供：a）理论模型的分析; b）严格的数学结果的讨论; c）识别的物理机制的理论预测的有效性，为广泛的现象。
2007-09-13 cond-mat.stat-mech
Bose-Einstein Condensation, Fluctuations, and Recurrence Relations in Statistical Mechanics
利用配分函数的递推关系，计算了理想气体中玻色-爱因斯坦凝聚的某些性质。巨正则系综给出了正则系综精确提供的凝聚体的某些性质的不准确结果。在后者的计算中，可以通过递推关系对有限系统进行处理。理想的一维谐波玻色气体提供了一个特别简单和教学上有用的模型，详细的结果很容易得出。通过置换循环的玻色系统的分析产生洞察的递归关系的物理意义。
2002-12-19 cond-mat.stat-mech
Exploring the non-equilibrium fluctuation relation for quantum mechanical tunneling of electrons across a modulating barrier
我们在实验上探索了电子隧穿穿过在STM针尖和沉积在振动压电表面上的Au膜之间产生的调制隧穿势垒的现象。测量的时间序列的量子力学隧穿电流的调制势垒显示大的波动。分析在有限时间间隔内建立隧穿电流时所做的平均功，显示出正功事件和负功事件的分布。负功事件表明逆偏置电压方向的隧穿。我们表明，这些分布服从Gallavotti科恩非平衡涨落关系（GC-NEFR）有效的系统驱动通过耗散环境。典型地，虽然GC-NEFR已经被证明是用于非平衡经典系统，但我们也证明了它对于量子力学隧穿过程的有效性。GC-NEFR分析还为我们提供了一种测量这种量子隧穿系统中存在的耗散的方法。我们建议调制势垒的行为就像一个有损散射介质的隧穿电子导致的趋势，随机化的隧穿过程。
2020-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Structural Fluctuations
本文将介观涨落理论应用于由具有不同晶体结构的混沌分布区域组成的非均匀固体。这种方法使得有可能通过构造重整化哈密顿量来描述这种混合物的统计特性。每个共存结构所占据的相对体积定义了相应的几何概率。在冻结的异相系统的情况下，这些概率应该是先验的。在热异相混合物的情况下，结构概率将通过使化学势最小化来自洽地定义。这使得可以找到概率的温度行为，这在结构相变点附近尤其重要。这些结构涨落的存在导致晶体软化和有效德拜温度的降低。这些效应可以通过核γ共振直接观察到，因为结构波动的发生伴随着结构相变点处的穆斯堡尔因子的明显下降。结构起伏也导致声衰减和等温压缩性增加。
1997-11-27 cond-mat.stat-mech
On the Statistical Mechanics of Active Membranes: Some Selected Results
University of Houston（休斯顿大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文通过非平衡统计力学框架，推导了活性膜的四个基本机械特性，揭示了波动谱在理解被动和主动膜力学中的作用。
2026-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuating Filaments I: Statistical Mechanics of Helices
本文研究了热涨落对具有任意自发曲率和挠率的非圆截面弹性细丝的影响。导出了取向关联函数和螺旋持续长度的解析表达式，发现螺旋持续长度随热涨落强度呈非单调变化。在弱涨落区，局域螺旋结构得以保持，统计特性主要由长波长弯曲和扭转模决定。随着波动幅度的增加，螺旋“熔化”，所有内在螺旋结构的记忆都丢失了。自发扭曲的截面导致共振依赖的持续长度上的扭曲率。
2000-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Entropy approach to far-from-equilibrium statistical mechanics
基于广义熵的概念，提出了一种研究远离平衡态统计力学的新方法，广义熵是Onsager-Machlup泛函的微观推广。在可以选择一组慢（绝热）变量的情况下，我们的形式给出了宏观演化律的一般形式（广义朗之万方程），并推广了涨落耗散定理。它也提供了一个简单的理解最近发现的波动定理
2000-05-11 cond-mat.stat-mech
The exchange fluctuation theorem in quantum mechanics
本文研究了两个初始温度不同的有限量子系统之间的热传递。我们发现最近提出的热交换涨落定理，即交换涨落定理[C。Jarzynski和D. K. Wojcik，Phys. Rev. Lett. 92，230602（2004）]，在有限热传递的存在下通常不成立，如在弱耦合的原始形式中所证明的。当耦合减弱时，对定理的偏离和热传递以相同的耦合阶数消失。然后，我们发现了交换涨落定理在有限热传递存在下成立的条件，即交换耦合条件。我们明确地计算了交换涨落定理的偏差以及简单模型的传热。我们确认的模型，偏差确实有一个有限的值，只要两个系统之间的耦合是有限的，除了特殊点的可交换耦合条件。我们还确认分析，交换耦合条件确实让交换涨落定理持有有限的热传递。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
How quantum mechanics probes superspace
本文研究了隐含地描述平衡涨落的非相对论粒子的配分函数与由朗之万方程导出的明确地描述具有加性白噪声性质的浴的涨落的同一系统的配分函数之间的关系。我们证明了这两种理论都可以与一维玻色世界体积的${\mathcal N}=1$超对称理论的配分函数联系起来，并且它们都可以描述相同的物理，因为观测量的关联函数对所有系统都满足相同的恒等式.超对称理论为描述涨落提供了一致的封闭，即使在考虑它们的反作用时，超对称性可能被打破.当考虑到涨落时，经典粒子的轨迹成为超场的一个分量。这些陈述可以通过关联函数满足的恒等式来检验，方法是使用一个只描述交换场的作用的格正则化。
2016-06-27 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-th
The large deviation approach to statistical mechanics
大偏差理论研究随机系统中大波动概率的指数衰减。这些概率在许多研究领域都很重要，包括统计学，金融和工程，因为它们经常产生关于随机系统在其最可能的状态或轨迹周围的大波动的有价值的信息。在平衡统计力学的背景下，大偏差理论提供了概率的指数级估计，改进和推广了爱因斯坦的波动理论。这篇评论探讨了大偏差理论和统计力学之间的这种联系和其他联系，试图表明统计力学的数学语言是大偏差理论的语言。回顾的第一部分介绍了大偏差理论的基础知识，并提出了许多与随机变量和马尔可夫过程有关的经典应用。第二部分通过统计力学的许多问题和结果，并显示如何在大偏差理论的背景下制定和推导这些。所处理的问题和结果涵盖了广泛的物理系统，包括平衡多粒子系统，噪声扰动动力学，非平衡系统，以及多重分形，无序系统和混沌系统。这篇评论也涵盖了统计力学的许多基本方面，如推导表征平衡态和非平衡态的变分原理，打破非凹熵的勒让德变换，以及通过波动关系表征非平衡波动。
2009-08-20 cond-mat.stat-mech
Fluctuation-Dissipation: Response Theory in Statistical Physics
一般方面的波动耗散关系（FDR）和响应理论被认为是。在分析了统计力学中涨落的概念和历史相关性之后，我们说明了自发涨落的弛豫与对外部扰动的响应之间的关系。这些研究可以追溯到爱因斯坦对布朗运动的研究，由奈奎斯特和昂萨格继续进行，最终形成了久保的线性响应理论。FDR最初是在哈密顿系统的统计力学的框架下发展起来的，然而，广义FDR在相当一般的假设下成立，而不管系统的哈密顿量或平衡性质如何。在过去的十年中，这个主题是复活的作品涨落关系（FR）涉及远离平衡系统。分析了这些工作与大偏差理论的联系。除了统计力学的标准应用外，还讨论了波动发挥重要作用的一些例子：流体、颗粒介质、纳米系统和生物系统。
2008-03-05 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Brownian-motion approach to statistical mechanics: Langevin equations, fluctuations, and timescales
Sister Nivedita University（西塔·尼维迪塔大学）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）
本文通过布朗运动和兰格朗方程探讨统计力学，阐述了涨落定理和非马尔可夫动力学的核心方法与贡献。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Quantum Statistical Mechanics. IV. Non-Equilibrium Probability Operator and Stochastic, Dissipative Schrodinger Equation
导出了一般非平衡量子系统的概率算符。给出了相应的随机耗散薛定谔方程。耗散传播子和随机传播子由波动耗散定理联系在一起，该定理是从时间传播子的酉条件导出的。耗散传播子是从热力学力和熵涨落算子中推导出来的，它们一般是非线性的。
2014-06-23 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Stochastic Eulerian Lagrangian Methods for Fluid-Structure Interactions with Thermal Fluctuations
我们提出的方法进行研究的流体-结构相互作用的热波动。采用欧拉和拉格朗日参考系相结合的混合力学描述。我们建立耦合这些描述的运营商的一般条件。随机驱动场的形式主义来自使用原则从统计力学。的形式主义的随机微分方程被发现表现出显着的刚度在某些物理制度。为了应付这个问题，我们推导出减少随机微分方程的几个物理制度。我们还提出了随机数值方法，每个政权近似的流体-结构动力学，并有效地产生所需的随机驱动场。为了验证在每个政权的方法，我们进行分析的流体结构形式主义的随机动力学的不变概率分布。我们将这种分析与统计力学的结果进行了比较。为了进一步证明该方法的适用性，我们进行计算研究的球形粒子具有平移和旋转的自由度。我们将这些研究与流体力学的结果进行了比较。所提出的方法为流体-结构系统提供了一套相当通用的计算方法，用于处理一致的结构力学，流体动力耦合和热波动。
2010-09-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Dispersion Coefficients by a Field-Theoretic Renormalization of Fluid Mechanics
我们认为微妙的相关性随机放置的障碍物，这已被建议导致发散的色散系数在很长一段时间内高Peclet数，在有限的平均场预测的散射流体。我们开发了一个新的主方程描述的流体力学，将物理相关的波动，我们对待这些波动的重整化群程序。我们发现，在低体积分数的障碍和高Peclet数的有限色散系数。
2001-09-10 cond-mat.stat-mech
Structural Fluctuation of Protein in Water around Its Native State: A New Statistical Mechanics Formulation
基于广义Langevin方程和分子液体的3D-RISM/RISM理论，提出了一种表征蛋白质结构涨落与水结构涨落相关性的新的统计力学公式.蛋白质的动力学变量选择原子位置的位移矢量及其共轭动量，而水的动力学变量选择原子的密度场及其动量场。用标准投影算子法将其它自由度投影到这些动力学变量上，得到两个相互耦合的方程，它们描述了溶剂密度场和蛋白质构象在平衡态附近的涨落随时间的演化。关于蛋白质动力学的方程在形式上类似于耦合朗之万振子的方程，并且是后者在原子水平上的推广。新方程最有趣的特点是它包含方差-协方差矩阵作为描述恢复平衡构象的“力”的“Hessian”项，该“力”是原子位置涨落的二阶矩。“Hessian”矩阵自然地被识别为平衡周围的自由能表面的二阶导数。提出了一种基于3D-RISM/RISM理论的Hessian矩阵计算方法。还提出了本发明的制剂在分子识别中的应用，其中蛋白质围绕其天然状态的构象波动成为重要因素，如所谓的“诱导拟合”所例示的。
2012-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical foundations of nonextensive statistical mechanics
我们构建类随机微分方程的波动摩擦力，产生正确描述的Tsallis统计和非广泛的统计力学的动态。这些系统将普通朗之万方程在普通统计力学下的方式推广到更一般的非广延情况。作为一个主要的例子，我们构建了一个动力学模型的速度波动的湍流，产生的概率密度，非常适合实验测量的概率密度在欧拉和拉格朗日湍流。我们的方法提供了一个动力学的原因，为什么许多物理系统的波动温度或能量耗散率正确描述的Tsallis统计。
2001-05-18 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Low thermal fluctuations in a system heated out of equilibrium
我们研究了微米尺寸的硅悬臂梁在强热流作用下的机械涨落，从而具有高度不均匀的局部温度。在这种非平衡稳定状态下，我们表明，波动相当于在室温附近的平衡悬臂梁的热噪声，而其平均局部温度是几百度高。通过在悬臂梁上增加涂层来改变机械耗散，我们恢复了预期的波动随平均温度的上升。我们的工作表明，非均匀耗散机制可以解耦的幅度的热波动的平均温度。这一性质对于理解非平衡波动系统或设计低噪声仪器是有用的。
2017-04-05 cond-mat.stat-mech
Does classical mechanics always adequately describe "classical physical reality"
本文从第一性原理出发，讨论了不可逆性和统计力学的基础。考虑到无穷小，因为它似乎忽略了经典力学波动的物理真空，使一个确定性运动的不稳定动力系统被打破（“自发决定性打破”，“自发随机化”）。真空涨落是触发器的一部分，启动了指数不稳定性的强大机制。动力系统的运动变得不可逆和随机。经典力学只适用于一类Kolmogorov-Sinay熵为零的稳定动力系统$h=0$。对于另一种“随机力学”，有相应的运动方程和主方程，描述了初始分布函数到平衡态的不可逆演化。
2002-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Autonomous actuation of zero modes in mechanical networks far from equilibrium
零模式或松弛模式是机械部件的非平凡耦合，其产生没有变形阻力的自由度。工程零模式有可能充当微观电机或记忆设备，但这需要一个内部驱动机制，可以克服其他模式中不必要的波动和实际系统中固有的耗散。在这项工作中，我们从理论和实验上表明，机械网络中的复杂零模式可以选择性地动员非平衡活动。我们发现，一个相关的活性浴致动无穷小零模式，同时抑制更高的模式相比，热波动，我们实验模拟的物理网络的高频振荡的波动。此外，自推进动力学自发地动员有限的机制，例如自推进拓扑孤子。因此，非平衡活动使得通过网络拓扑结构设计的协调机制能够自主致动。
2018-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Integral Membrane Protein Assembly
在膜整合蛋白（IMP）的合成过程中，多肽序列中的疏水氨基酸大部分被分配到膜内部，亲水氨基酸大部分被分配到水外部。我们分析的最低自由能状态的多肽序列划分成α-螺旋跨膜（TM）段和热波动的作用，使用多体统计力学模型。结果表明，IMP TM片段划分与蛋白质折叠的一般理论具有重要的特征。对于随机多肽序列，在室温下的最小自由能状态的特征在于具有非常长的弛豫时间的TM片段的数目的波动。简单的组装场景不会产生唯一数量的TM段，并且干扰现象会干扰段的放置。对于对应于IMP的序列，具有野生型片段数的最小自由能结构由于能谱中的异常间隙而没有数量波动，并且简单的组装方案产生这种结构。存在随机点突变的阈值数目，超过该阈值数目，该缺口的大小减小，使得野生型基态不稳定并且数目波动再次出现。
2009-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Mechanical Responses and Stress Fluctuations of a Supercooled Liquid in a Sheared Non-Equilibrium State
定常剪切流可以将过冷液体驱动到非平衡态。采用分子动力学模拟方法，研究了由软球组成的过冷液体模型在稳态剪切流和振荡剪切应变作用下的非平衡力学响应。我们发现，即使在强烈剪切的情况下，过冷液体表现出令人惊讶的各向同性响应的振荡剪切应变施加在三个不同的组件的应变张量。基于这种各向同性的特征，我们成功地构建了一个简单的双模麦克斯韦模型，该模型可以捕获存储和损耗模量的关键特征，即使对于高度非平衡态也是如此。此外，我们研究了剪切应力波动的关联函数，它也表现出各向同性松弛行为的剪切非平衡情况。与各向同性特征相反，过冷液体另外在其对剪切应力波动的响应和其相关性方面表现出各向异性。利用本构方程（一个双模式麦克斯韦模型），我们证明了各向异性的响应是由振荡应变和驱动剪切流之间的耦合。我们用有效温度测量了这种违反的程度。结果表明，有效温度是显着不同的组件之间，这表明，一个简单的标量映射，如一个有效温度的概念，过度简化的剪切流下的过冷液体的真实性质。了解响应和波动中各向同性和各向异性的机制将有助于更好地理解FDT的这些违反，以及对有效温度概念的某些相应修改。
2012-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Time Independent Non-Dissipative Nonequilibrium States
我们研究的问题是否平衡统计力学的正式表达式可以适用于时间无关的非耗散系统，不是在真正的热力学平衡和nonergodic。通过假设相空间可以分为时间独立的，局部遍历域，我们认为，在这样的域中的微观状态的相对概率是由标准的玻尔兹曼权重。与以前的能源景观治疗，已专门开发的玻璃化转变，我们不强加一个先验知识的域间人口分布。假设这些领域是强大的热力学状态变量的微小变化，我们推导出这些系统的各种波动公式。我们用分子动力学模拟在一个模型玻璃形成系统上验证了我们的理论结果。非平衡瞬态波动关系推导出的波动所造成的系统的温度或压力的突然有限的变化，这些被证明是一致的模拟结果。这些关系是有效的必要和充分条件是，该域是由玻尔兹曼统计内部填充和域是鲁棒的。因此，瞬态涨落关系为我们对这些系统的统计力学处理中所用的假设提供了一个独立的定量理由。
2007-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Detecting temperature fluctuations at equilibrium
吉布斯和玻尔兹曼对温度的定义只在宏观极限上是一致的。在确定一个有限大小的“小”系统的平衡温度与浴交换能量的模糊性通常被理解为传统的统计力学的限制。我们解释这种模糊性，由于随机波动的温度加上相空间变量引起的广泛的温度分布。有了这个模型，我们发展了小系统的平衡统计和动力学。使用一个易于分析的模型的数值证据表明，温度波动的影响可以检测到的小系统的相空间的平衡和动力学性质。我们的理论将统计力学推广到与生物物理学和纳米技术相关的小系统。
2015-03-05 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Non-gaussian electrical fluctuations in a quasi-2d packing of metallic beads
研究了二维金属微珠堆积的电学特性。堆积的微小机械扰动导致巨大的电波动。波动被发现是非高斯的，似乎属于列维稳定分布。反相关性也被发现这些波动的迹象。
2000-01-20 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of bilayer membrane with a fixed projected area
本文讨论了确定具有固定投影面积的双层膜的表面张力$σ$和弯曲模量$κ$的平衡法和涨落法。在波动方法中，弹性系数$σ$和$κ$是从平面膜的热波动的幅度测量的，而在平衡方法中，变形膜所需的自由能被认为是。后一种方法是用来推导新的表达式为$σ$和$κ$（以及鞍展模量），这涉及到它们之间的两亲物形成的膜对相互作用。我们使用线性响应理论来论证这两种途径导致$σ$和$κ$的相似值。这一论点证实了蒙特卡罗模拟的模型膜的弹性系数计算使用这两种方法。
2003-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium statistical mechanics and energy partition for the shallow water model
本文的目的是利用大偏差理论计算浅水系统微正则测度的宏观态熵。这种全统计力学计算的主要预测是大尺度涡旋流和与惯性-重力波有关的小尺度波动之间的能量分配。为此，我们引入了连续浅水系统的离散化模型，并计算相应的统计平衡。我们证明了离散模型在连续极限下的微正则平衡态就是实际浅水系统的平衡态。我们表明，小尺度波动的存在下，选择一个子类的平衡状态，以前计算的现象学方法，忽略了这种波动。在弱高度涨落的限制下，平衡态可以解释为两个热接触的子系统：一个子系统对应于大尺度的涡旋流，另一个子系统对应于小尺度的高度和速度涨落。结果表明，无论是一个非零的环流或旋转和底部地形需要维持一个非零的大尺度流在平衡。显式计算的平衡和它们的能量分配的准地转极限的能量涡度拟能集合。小尺度耗散和冲击的可能作用进行了讨论。一个地球物理应用Zapiola反气旋。
2016-03-24 cond-mat.stat-mech physics.ao-ph physics.flu-dyn
New Formulation of Statistical Mechanics using Thermal Pure Quantum States
我们制定统计力学的基础上一个纯量子态，我们称之为"热纯量子（TPQ）状态"。一个单一的TPQ状态不仅给出了力学变量的平衡值，如磁化强度和关联函数，而且还给出了真正的热力学变量和热力学函数的平衡值，如熵和自由能。在许多可能的TPQ态中，我们讨论了正则TPQ态，即温度被指定的TPQ态。%我们还提出存在其他TPQ状态。在统计力学的TPQ公式中，热涨落完全包含在量子力学涨落中。因此，TPQ态的量子纠缠比系综公式的平衡密度算符大得多。我们还表明，TPQ制定是非常有用的，在实际计算中，通过应用该配方的挫折二维量子自旋系统。
2013-12-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Statistical mechanics of thin spherical shells
我们探讨如何热波动影响薄的非晶球壳的力学。在具有剪切模量的平坦膜中，热波动以尺度依赖的方式增加抗弯刚度并降低面内弹性模量。对于球壳来说，这仍然是正确的。然而，额外的耦合之间的壳曲率，局部面内拉伸模式和局部面外起伏，导致新的现象。在球壳中，热波动产生与半径相关的负有效表面张力，相当于施加向内的外部压力。通过调整重整化群计算，以允许一个球形的背景曲率，我们表明，虽然小的球形壳是稳定的，足够大的壳被这种热产生的“压力”粉碎。这种壳可以通过向外渗透压来稳定，但是有效壳尺寸随着向外压力的增加而非线性地增长，具有相同的普适幂律指数，其表征波动的平坦膜对均匀张力的响应。
2016-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Information theory explanation of the fluctuation theorem, maximum entropy production and self-organized criticality in non-equilibrium stationary states
Jaynes的统计力学的信息论形式主义适用于开放的非平衡系统的定态。关键的结果是潜在的微观相空间轨迹的概率分布的建设。这一结果的三个后果，然后导出：涨落定理，最大熵产生原理，并出现自组织临界性通量驱动系统在缓慢驱动的限制。这些结果的经验证据的积累借给支持Jaynes的形式主义作为一个共同的预测框架的平衡和非平衡统计力学。
2002-12-13 cond-mat.stat-mech physics.ao-ph
Statistical Mechanics of Thermal Diffusion in Rough Energy Landscapes
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
该研究从质量输运变分原理出发，提出统计框架描述复杂固体热扩散，表明微观涨落支配非阿累尼乌斯扩散，动力学项可机器学习处理，还阐述了固溶体空位扩散在不同条件下与阿累尼乌斯行为的关系。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Equations of one-dimensional hydrodynamics with quantum thermal fluctuations taken into account
通过在拉格朗日密度中引入考虑零温和有限温扩散速度以及热真空扩散压力的密度能的项，提出了流体力学形式的量子力学方程的推广.在此基础上，对于一维流体力学模型，我们构造了一个类似于欧拉方程的方程组，但考虑了量子和热效应。它们是Nelson随机力学方程的推广，可以用来描述一种新的物质状态，即近似完美的流动性。
2011-12-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Continuum mechanics for the elastic properties of crystals: Microscopic approach based on projection-operator formalism
我们提出了一个微观推导的法律连续介质力学的非理想有序固体，包括耗散，缺陷扩散和热传输。出发点是经典的多体哈密顿量。该方法依赖于Zwanzig-Mori投影算子形式主义连接微观波动的热力学导数和输运系数。守恒定律和自发对称性破缺，通过博戈留波夫不等式实现，决定了慢变量的选择。在倒易空间中的密度波动编码的位移场和缺陷浓度。等温和绝热弹性常数从平衡关联获得，而传输系数给出的Green-Kubo公式，为它们的测量在原子模拟或胶体实验提供了基础。的方法和结果进行比较，从文献中的其他人。
2022-05-17 cond-mat.stat-mech
From number theory to statistical mechanics: Bose-Einstein condensation in isolated traps
我们质疑巨正则系综对于描述孤立谐波阱中小理想玻色气体样品的玻色-爱因斯坦凝聚的有效性。虽然基态分数和比热容可以很好地近似与传统的巨正则参数的帮助下，包含在冷凝物中的粒子数的波动的计算需要一个微正则的方法。借助于整数的限制分区理论，我们提出了这样的波动在一维和三维陷阱的分析和数值结果，并表明其幅度基本上是独立的总粒子数。
1997-09-04 cond-mat.stat-mech
Decomposable coherence and quantum fluctuation relations
在牛顿力学中，一个复合系统在微观状态下的任何闭系统动力学都会使它的所有单独的子系统处于不同的微观状态，然而由于量子纠缠的存在，这在量子力学中是戏剧性的失败。在这里，我们引入了“相干功过程”的概念，并表明它是经典力学中的功过程到量子理论中的直接推广。这导致了“可分解的”和“不可分解的”量子相干性的概念，并给出了一个新的视角，最近的结果在理论上的不对称性，以及早期的分析，在理论上的经典随机变量。在最近的波动关系的背景下，最初在量子信道方面的框架，我们表明，相干的工作过程中发挥着相同的作用，他们的经典同行，因此提供了一个简单的物理原始的量子相干性在这样的系统。我们还引入了一个纯态有效势作为分析这些波动关系的相干分量的工具，这导致了依赖于温度的平均相干性的概念，提供了与多体纠缠的连接，并给出了一个层次的量子修正的经典克鲁克斯关系的逆温度的权力。
2019-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistical Mechanics of Low Angle Grain Boundaries in Two Dimensions
我们探讨了在热平衡时嵌入二维晶体中的小角度晶界（LAGB）的有序性。对称的LAGB受到周期性的Peierls电位经历，随着温度的升高，热脱钉过渡，在长波长以上的电位是无关紧要的，LAGB表现出横向波动，生长与位错间的距离。纵向波动导致了一系列的熔融转变，其特征在于具有普遍临界指数的发散代数布拉格峰的顺序消失。我们的理论方面检查到随机矩阵理论的映射。
2020-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Merits and Qualms of Work Fluctuations in Classical Fluctuation Theorems
功是统计力学中最基本的概念之一，而功涨落定理是纳米尺度热力学中的一个中心问题。与哈密顿混沌通常被认为是经典统计力学的基础，在这里，我们提出了一般显着的结果如何（经典）哈密顿混沌一般影响非平衡工作波动。对于微正则分布的孤立混沌系统，在绝热工作协议中，工作波动最小化并完全消失。对于在逆温度$β$的初始正则分布下制备的孤立混沌系统，由$e^{-βW}$的方差描述的工作波动也通过绝热工作协议最小化。这个一般性的结果表明，如果$e^{-βW}$的方差发散的绝热工作协议，那么它发散的所有非绝热工作协议共享相同的初始和最终的哈密顿量。在西奈模型中研究了这种分歧如何明确影响使用Jarzynski等式模拟自由能差异的效率。我们的一般见解将促进纳米热力学的研究，并在设计有用的工作协议具有根本的重要性。
2017-01-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Introducing one-shot work into fluctuation relations
小尺度和量子热力学的两种方法是涨落关系和单次统计力学。涨落关系（如克鲁克斯定理和Jarzynski等式）将非平衡行为与平衡量（如自由能）联系起来。单次统计力学涉及对每次实验的陈述，而不仅仅是对试验平均值的陈述。我们调查这两种方法之间的关系。我们表明，这两种方法具有相同的概念的工作和相同的概念的概率分布在可能的工作值。这两种方法是分析这些分布的替代工具包。结合工具包，我们展示了如何一次性的工作量可以定义和约束的克鲁克斯定理的上下文中。这些界限提供了一个新的桥梁，从一次理论的实验最初设计用于测试波动定理。
2015-08-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
A framework of nonequilibrium statistical mechanics. II. Coarse-graining
对于一个给定的热力学系统，和一个给定的粗粒度状态变量的选择，力通量本构关系的知识是任何非平衡建模的基础。在本系列的第一篇论文中，我们通过经典涨落耗散定理（FDT）的推广，建立了本构律的结构如何与状态变量的涨落分布直接相关。当这些波动可以用扩散过程来表示时，可以使用Green-Kubo型粗粒化方案来找到本构律。在本文中，我们提出了一个粗粒化的方法，是有效的波动时，通过一般的马尔可夫过程，其中包括扩散作为一种特殊情况。通过对一个简单化学反应$A \rightleftarrows B$的本构关系的数值计算，证明了该方法的成功。此外，我们表明，不能找到一个一致的本构律的任何绿色久保计划。
2020-04-20 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of nanotubes
该研究利用统计物理工具探讨热涨落对纳米管力学性质的影响，发现纳米管曲率引入了与径向涨落相关的特征弹性长度尺度，导致面内弹性模量和弯曲刚度在轴向与周向的重整化行为出现差异，并通过分子动力学模拟验证了结果。
2023-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activated solids: Spontaneous deformations, non-affine fluctuations, softening, and failure
Institute of Physics, Sachivalaya Marg, Bhubaneswar-751005, Odisha, India（印度物理研究所）；Georg-August-Universität Göttingen, Wilhelmsplatz 1, 37073 Göttingen, Germany（哥廷根大学）；Tata Institute for Fundamental Research Hyderabad, 36/P Gopanapally, Hyderabad 500107, India.（塔塔基础研究院海得拉巴分校）；Homi Bhabha National Institute, Anushakti Nagar, Mumbai 400094, India（霍米·巴巴国立研究所）
研究通过非仿射波动分析激活固体的自发变形，揭示非仿射性与活动速度、持续时间及熔点密度的关系，发现非仿射性分布异质性先于缺陷形成，并提出空间激活模式可诱导非仿射性和机械软化。
2026-03-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Statistical Mechanics of Multistability in Microscopic Shells
与宏观多稳态机械系统不同，例如必须物理操纵成各种构象的卡扣手镯或弹性壳，微观系统可以由于热波动而在多稳态之间进行自发构象切换。在这里，我们调查的统计力学的形状转变的小弹性椭圆板和壳驱动的噪声。通过假设边缘的影响是小的，我们证明正是板和壳的透镜状部分，我们分解的形状成几个几何模式，其动态是很容易遵循的。我们使用蒙特卡罗模拟来表征作为噪声强度的函数的构象最小值之间的形状转换，并证实我们的结果使用福克-普朗克形式主义研究的平稳分布和平均首次通过时间的问题。我们的研究结果适用于石墨烯薄片或蛋白质β-片等物体，其中波动，几何形状和有限尺寸效应很重要。
2013-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lecture Notes in Statistical Mechanics and Mesoscopics
这些是量子力学和统计力学课程的讲义，由本古里安大学的DC提供。它们是对“量子力学讲义“[arXiv：quant-ph/0605180]的补充。一些额外的主题，包括：介绍主方程;非平衡过程;波动定理;线性响应理论;绝热运输;久保形式主义;和散射方法介观。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
