Stochastic thermodynamics of entropic transport
塞弗特利用“随机系统熵”的概念导出了扩散过程的精确涨落关系。在这篇文章中，我们将他的形式主义推广到熵输运。我们引入相对随机熵的概念，或“相对熵”，并用它来推广塞弗特的系统/介质分解的总熵。这一结果允许将随机热力学的概念应用于受限几何形状中的扩散过程，例如离子通道、细胞孔或纳米多孔材料。它可以看作是Esposito的扩散过程的等价物和Sesperier的广义涨落定理的“麦克斯韦恶魔反馈”。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics: Principles and perspectives
随机热力学提供了一个框架来描述小系统，如胶体或生物分子被驱离平衡，但仍与热浴接触。这两个，第一定律一样的能量平衡，涉及交换热量和熵的产生进入第二定律的细化可以始终定义沿着单一的随机轨迹。各种精确的关系，包括这些数量的分布，如总熵产生的积分和详细的波动定理和Jarzynski关系遵循这样一种基于朗之万动力学的方法。这些关系的类比可以证明任何系统服从随机主方程，特别是像（生物）化学驱动的酶或整个反应网络。本文还对Kardar-Parisi-Zhang方程等随机场方程研究这种关系的前景进行了展望。
2007-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian duet: A novel tale of thermodynamic efficiency
我们分析计算了由两个时间周期力驱动的等温布朗发动机的随机热力学性质，包括其Onsager系数，每个力的随机功，以及相应的随机熵产生。我们验证了不同的操作制度，最大功率，最大效率和最小耗散之间的关系，并重现随机效率的签名功能。所有这些结果都是在胶体系统上进行的实验测试，没有可调参数。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of self-oscillations: the electron shuttle
自激振荡是一种跨学科研究的现象，包括高效热机和发电机的工程。我们研究单电子穿梭，一个模型纳米尺度的系统，表现出自发过渡到自振荡，从热力学的角度来看。我们分析了模型在三个不同层次的描述：完全随机水平的基础上福克-普朗克和朗之万方程，平均场水平，和一个微扰的解决方案，特别是小振荡幅度的福克-普朗克方程。我们提供了一致的推导热力学热力学定律为这个模型系统在每个这些水平。在平均场水平，一个突然的过渡到自振荡产生的确定性运动方程的Hopf分叉。在随机水平上，这种转变被噪声掩盖，但分叉的痕迹在稳态概率密度中仍然可见。在所有的描述水平上，向自振荡的转变反映在热力学量中，例如热流、功和熵产生率。我们的分析提供了一个全面的图片的纳米尺度的自振荡系统，随机和确定性的模型由一个统一的热力学角度。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of inertial-like Stuart-Landau dimer
Stuart-Landau极限环振子是研究相干和非相干极限环的一个范例。在这项工作中，我们推广了标准的斯图尔特-朗道二聚体模型，包括由于惯性项和噪声的影响，并研究其动力学和随机热力学。在没有噪声（零温度极限）的情况下，动态显示出现了一个新的相干和非相干极限环共存的相位。在有限的温度下，我们开发了一个随机热力学框架的基础上的动力学带电粒子在磁场，以确定物理意义的热量和工作。该随机系统不再表现出双稳态相，但热力学观测量，如功，表现出双稳态的时间亚稳态制度。我们证明了惯性类斯图尔特-朗道二聚体像机器一样工作，当振荡器相干同步时可靠地输出最多的工作，当振荡器不相干时不可靠地输出最少的工作。总的来说，我们的研究结果表明，相干同步的重要性，在工作物质中的操作的热机器。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics of Brownian motion in Temperature Gradient
本文构建了温度梯度下布朗粒子的过阻尼随机热力学理论，推导了超额熵产生、Clausius 不等式和瞬态涨落定理，并通过分子动力学模拟验证了涨落定理在欠阻尼区域依然成立。
2024-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamic interpretation of information geometry
近年来，在随机热力学的背景下，信息论与热力学的统一理论得到了广泛的讨论。统一理论揭示了信息论对于理解远离平衡态的系统的非平稳动力学是有用的。在这封信中，我们发现了随机热力学和信息论之间的一个新的联系，即信息几何。通过应用这种联系，信息几何不等式可以解释为速度和热力学成本之间的热力学不确定性关系。将信息几何不等式应用于生化酶反应的热力学模型。
2018-05-07 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic origins of topological protection in nonequilibrium stochastic systems
拓扑保护已经成为理解和设计电子和材料系统中的鲁棒集体行为的组织原则。最近的工作表明，拓扑结构也可能在组织与生物学和自组装相关的随机过程中发挥作用。在这里，我们表明，拓扑保护化学网络可以完全理解的非平衡态热力学。我们用简单的例子来说明这些想法的启发文献。
2022-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.MN
Stochastic thermodynamics for a periodically driven single-particle pump
给出了时间周期单粒子泵的随机热力学分析，包括流量、热力学力、熵产生、功、热和效率的显式结果。这些结果在远离平衡态时是有效的。从线性（Onsager）政权的偏差进行了讨论。
2017-09-28 cond-mat.stat-mech
The role of quantum measurement in stochastic thermodynamics
本文建立了一种新的量子体系中的随机热力学研究方法，其中随机性和不可逆性主要来自于量子测量。在没有任何浴的情况下，我们定义了一个纯量子分量的热交换，对应于测量反作用引起的能量波动。能量和熵签名的测量引起的不可逆性，然后研究量子光学的正则实验，和能量成本的抵消作用退相干的特点是一个简单的状态稳定协议。通过把量子测量放在中心位置，我们的形式有助于弥合实验量子光学和量子热力学之间的差距。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic thermodynamics for self-propelled particles
我们提出了一个概括的随机热力学系统的活性粒子，随机内部自推进（活动）和热浴的综合影响下移动。其主要思想是考虑粒子的位置和自推进的联合轨迹。然后，它是可能的，以利用形式相似的主动系统和系统组成的两个子系统与不同的热源相互作用，并通过非对称相互作用耦合。由此产生的热力学描述密切遵循标准的随机热力学。特别地，总熵产生$Δs_\text{tot}$可以被分解为内务部分$Δs_\text{hk}$和过剩部分$Δs_\text{ex}$。$Δs_\text{tot}$和$Δs_\text{hk}$都满足涨落定理。稳态管家熵产生的平均速率可以通过Harada-Sasa关系与波动耗散定理的违反有关。系统的过剩熵产生进入一个类似Hatano-Sasa的关系，这导致了一个包含系统熵和过剩熵产生变化的广义克劳修斯不等式。有趣的是，虽然粒子的自推进的演变是自由的，并从他们的位置解耦，这些变量之间的非平凡的稳态相关性导致耦合到自推进的水库中的非零的过剩耗散。
2019-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of fluctuating density fields: Non-equilibrium free energy differences under coarse-graining
我们讨论的随机热力学系统，描述了一个随时间变化的密度场，例如简单的液体和胶体悬浮液。对于随时间变化的外部参数，我们表明，Jarzynski关系连接工作与自由能的变化，如果密度的时间演化遵循Kawasaki-Dean方程。具体来说，我们研究的工作分布的压缩和膨胀的二维胶体模型悬浮液实施一个实用的粗粒化计划的微观粒子的位置。我们表明，即使粗粒度的动力学和密度泛函不匹配，波动关系的工作仍然成立，尽管不同的，明显的，自由能的变化。
2013-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of macrospins with fluctuating amplitude and direction
本文考虑了在外加磁场作用下，宏观自旋的广义朗之万动力学中的随机能量平衡和熵产生。EP使用Fokker-Planck方程计算，区分概率流的可逆和不可逆部分。由于不可逆的非平衡过程，系统熵增加，并随着热耗散到周围环境中而减少。利用时间正向轨迹和时间反演下共轭轨迹的路径概率分布，得到了全随机EP的涨落定理。我们表明，共轭轨迹的选择是至关重要的，在获得熵一样的数量，服从FT。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of a probe in a fluctuating correlated field
本文建立了探针在具有时空关联的涨落标量场中的随机热力学框架，发现临界点附近平均热流呈前方吸热、后方耗散的偶极结构，且耗散功率随拖拽速度呈现三种动力学状态。
2024-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work producing reservoirs: Stochastic thermodynamics with generalized Gibbs ensembles
我们开发了一个一致的随机热力学环境组成的热力学水库在外部保守力领域，即环境描述的广义或吉布斯正则系综。我们通过验证诱导随机动力学的局部细致平衡关系，证明了与此类储层弱耦合的小系统可以交换热量和功。基于这一分析，我们有助于合理化的观察，非热水库可以提高效率的热力学热机。
2016-07-29 cond-mat.stat-mech
Entropy production and thermodynamic inference for stochastic microswimmers
本研究通过随机微游泳者模型，揭示化学与流体动力学自由度的复杂相互作用，提出基于精度-耗散权衡的实验推断化学驱动力新方案，凸显自主微游泳者随机热力学的微妙之处。
2023-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Strong Coupling Thermodynamics and Stochastic Thermodynamics from the Unifying Perspective of Time-Scale Separation
在时间尺度分离的假设下，建立了一个简单而统一的热力学和随机热力学理论，用于研究与环境强相互作用的小经典系统。将总哈密顿量分解为浴部和系统部，系统部为平均力的哈密顿量。浴的条件平衡和系统的约化平衡都是用正则系综理论描述的。熔池自由能与系统变量和控制参数无关。此外，随机热力学的弱耦合理论变得几乎逐字适用，即使系统与其环境之间的相互作用和相关性很强且外部变化。最后，这种基于TSS的方法也导致了一些关于热力学第二定律起源的新见解。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics of Non-reciprocally Interacting Particles and Fields
Saarland University（萨尔兰大学）
针对非互易相互作用系统，通过系统粗粒化推导宏观熵产生精确表达式，识别四种耗散贡献，并导出昂萨格非互易关系、涨落-响应关系等，适用于活性物质和化学反应网络。
2026-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermodynamics and the Evolution of Stochastic Populations
热力学对物理学之外的问题的吸引力是不可否认的，正如人们越来越认识到它的普遍性一样，然而，在缺乏脱离分子系统特性的严格形式主义的情况下，所有推广热力学的尝试充其量都是定性的和启发性的。在本文中，我们制定了热力学概率理论，并将其应用于一般的随机种群的基础。
2020-07-02 cond-mat.stat-mech
Stochastic approach to equilibrium and nonequilibrium thermodynamics
我们开发的随机热力学方法的基础上的随机动力学，它可以是离散的（主方程）连续的（福克-普朗克方程），并在两个假设有关熵。第一个是熵本身的定义，第二个是熵产生率的定义，它是非负的，在热力学平衡时为零。基于这些假设，我们研究了多自由度相互作用系统在平衡态和非平衡态下的宏观动力学规律，以及如何从随机动力学中导出宏观动力学规律。这些研究包括化学反应的准平衡过程、平衡面的凸性、热力学势的单调时间行为（包括熵）、熵产生率的双线性形式、Onsager系数和互反关系以及化学反应的非平衡稳态。
2015-04-28 cond-mat.stat-mech
Optimization of stochastic thermodynamic machines
随机热力机的研究是非平衡态热力学的主要课题之一。本文在Fokker-Planck方程的框架下，利用偏微分方程特征线法和变分法，对随机热力机的性能进行了优化，使不可逆功$W_{irr}$或等效总熵产$ΔS_{\rm tot}$达到其下界。讨论了最优热力机的性质，给出了最优热力机输出功率$W$、功率$P$和能量效率$η$的上界的显式表达式。为了说明所获得的结果，典型的例子与最佳协议（外部电位）。
2020-02-14 cond-mat.stat-mech
Functionals in stochastic thermodynamics: how to interpret stochastic integrals
在随机热力学中，来自宏观热力学的标准概念，如热、功和熵产生，通过在随机水平上定义它们而被推广到小的波动系统。在具有连续状态空间的朗之万系统中，这样的定义涉及沿着系统轨迹的随机积分，其具体值取决于用于评估它们的离散化规则（即积分中噪声项的“解释”）。通过一个系统的数学调查，这一明显的困境，我们证实了广泛使用的标准解释的热量和工作一样的泛函Stratonovich积分。此外，我们概括的异常，是已知的熵产生的温度梯度的存在下发生。
2019-07-17 cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics and Hierarchy of Fluctuation Theorems with Multiple Reservoirs
我们重新制定随机热力学的Langevin系统的噪声实现与多个水库和研究结构的热力学第二热力学定律。当系统的一个自由度同时受到多个水库的影响时，也就是说，当噪声混合发生时，我们推导出一系列的波动定理。这些定理和相关的热力学第二热力学定律对朗之万系统的热力学提出了更严格的限制。我们将我们的研究结果应用于噪声混合环境中的随机机器，并证明我们的新边界在确定机器的潜在功能和性能方面起着至关重要的作用。
2018-07-31 cond-mat.stat-mech
Diffusion approximations to the chemical master equation only have a consistent stochastic thermodynamics at chemical equilibrium
随机热力学的稀释，充分搅拌混合物的化学反应物种是建立在随机轨迹的反应事件从化学主方程。然而，当分子群体很大时，离散的化学主方程可以用连续扩散过程近似，如化学朗之万方程或低噪声近似。在本文中，我们调查在何种程度上这些扩散近似继承随机热力学的化学主方程。我们发现，一个随机热力学描述是唯一有效的，在一个详细的平衡，平衡稳态。远离平衡，那里没有一致的随机热力学，我们表明，人们仍然可以使用的扩散解决方案来近似的化学主方程的基本热力学。
2015-07-24 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Stochastic thermodynamics for kinetic equations
随机热力学是为时间反演下的奇数变量而制定的。由于热浴的各向同性的碰撞率的空间旋转下的不变性被证明是一个至关重要的成分。另一种详细的波动定理推导出来，仅表示在远期统计。它说明了一个线性动力学方程与袋鼠率。
2015-03-31 cond-mat.stat-mech
Stochastic deformation of a thermodynamic symplectic structure
研究了一类热力学辛结构的随机变形。随机形变过程类似于像形变量子化这样的可观测量代数的形变，但是对于虚的形变参数（普朗克常量）。揭示了热力学的规范对称性和相应的描述热力学系统涨落的随机力学，介绍了规范场。给出了规范变换和规范场的物理解释。被认为是一个应用程序的形式主义描述系统的分布参数在局部热力学平衡。
2009-01-08 cond-mat.stat-mech hep-th
Jarzynski Relation, Fluctuation Theorems, and Stochastic Thermodynamics for Non-Markovian Processes
我们证明了Jarzynski关系的一般随机过程，包括非马尔可夫系统的记忆。我们证明的唯一要求是存在一个定态，因此不包括非遍历系统。然后，我们展示了如何随机热力学的概念可以用来证明进一步精确的非平衡关系，如克鲁克斯关系和波动定理的熵产生非马尔可夫动力学。
2007-09-14 cond-mat.stat-mech
Stochastic energetics and thermodynamics at small scales
在非常小的尺度上，像功和热这样的热力学能量交换变得与系统的热能相当，这导致了不寻常的现象，比如瞬态违反第二定律。我们探讨了这些系统的一般特点，使用随机热力学的框架，并提供了一个初步的概述的基本概念。在这里，我们试图把一些积极追求的主题，如时间箭头，第二定律的信息增益的影响，使用克鲁克斯定理和热力学不确定性关系的生命起源的解释简单的术语。
2019-06-23 cond-mat.stat-mech
Collective Dynamics from Stochastic Thermodynamics
从随机热力学的观点出发，导出了描述全局耦合XY模型中有序-无序跃迁附近和仓本模型中同步-去无序跃迁附近的集体动力学方程.一种新的思维方式是将宏观变量的确定性时间演化解释为热力学系统的外部操作。然后我们发现，不可逆功决定了集体动力学的方程。在分析仓本模型时，我们采用了广义的不可逆功的概念，它源于与稳态热力学相关的非平衡恒等式。
2014-12-31 cond-mat.stat-mech
The underdamped Brownian duet and stochastic linear irreversible thermodynamics
在我们早期工作的基础上（Proesmans et.例如，物理学~修订版~ X \textbf{6}（2016），041010），我们引入欠阻尼布朗二重奏作为耗散系统或工作到工作引擎的原型模型。随机热力学理论的几个最新进展与明确的分析计算和相应的朗之万模拟说明。特别是，我们讨论了Onsager-Casimir对称性，功率，效率和耗散之间的权衡关系，以及随机效率。
2017-04-07 cond-mat.stat-mech
Entropy and Thermodynamic second laws: New perspective - stochastic thermodynamics and fluctuation theorems
最近，在热力学第二定律问题上有了相当大的进展，这就是众所周知的熵增加定律或不可逆性。特别是，一种新的对称性称为Gallavotti-Cohen对称性被发现在非平衡（NEQ）波动，这导致了所谓的波动定理。热力学第二定律是涨落定理的一个简单的推论，人们可以从涨落定理中定量地预测NEQ过程违反熵增加定律的频率。违反消失在热力学极限，但可以观察到合理的小系统。本文简要介绍了随机热力学，并导出了各种涨落定理，包括总熵产生、功-自由能关系、过剩和持家熵以及信息熵。
2018-05-15 cond-mat.stat-mech
Irreversible thermodynamics and Glansdorff-Prigogine principle derived from stochastic thermodynamics
本文从随机热力学推导不可逆热力学方程及Glansdorff-Prigogine极值原理，证明熵产生率为通量凸函数，过剩熵产生非负，并在无温度梯度时将其Lyapunov函数识别为热力学势。
2025-01-27 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics for "Maxwell demon" feedbacks
我们提出了一种方法，将一类特定的反馈过程的影响随机热力学。这些“麦克斯韦恶魔”反馈不影响系统能量学，而只影响系统状态之间的能量势垒（以取决于系统状态的方式）。因此，它们具有纯粹的信息性质。我们表明，由此产生的形式主义可以应用于研究的反馈过程中作用于电子转移通过结的热力学效应。
2012-07-09 cond-mat.stat-mech
A microscopic perspective on stochastic thermodynamics
我们认为随机热力学作为一个理论的统计推断实验观察到的波动时间序列。为此，我们引入了一个一般框架，用于在两个尺度上量化关于系统的动态状态的知识：细粒度或微观，确定性和粗粒度或介观，随机描述水平。对于一个通用的模型动力学，我们展示了如何在马尔可夫随机热力学中使用的波动熵变化的数学表达式自然出现。我们的想法是概念上的方法，（i）连接熵产生和它的波动关系在确定性和随机系统和（ii）提供一个互补的信息理论图片的概念熵和熵产生在随机热力学。
2015-05-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Stochastic Thermodynamics of Quantum-Induced Stochastic Dynamics
PUC-Rio（天主教里约热内卢大学）
本文提出了一种用于量子诱导随机动力学的热力学框架，通过光学机械系统展示了非平衡量子特性如压缩的热力学分析。
2026-02-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Two applications of stochastic thermodynamics to hydrodynamics
该研究重新构建可压缩与不可压缩牛顿流体的热力学表述以对接随机热力学，得到流体系统熵产生率的维持-过剩分解及类似热力学不确定关系的下界，证明随机热力学普适性并拓展流体热力学理论潜力。
2024-06-19 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Stochastic Thermodynamics of Non-Linear Electronic Circuits: A Realistic Framework for Computing around kT
我们提出了一个一般的形式主义的非线性电子电路的随机一致性模型的建设。构成电路的器件可以具有任意的I-V曲线，并且可以包括隧道结、二极管和亚阈值操作中的MOS晶体管等。我们提供了一个全面的分析这些模型的随机非平衡态热力学，确定相关的热力学势，表征的不可逆熵产生的不同贡献，并获得不同的波动定理。我们的工作提供了一个现实的框架，研究与电子电路计算热力学。我们证明了这一点，通过构建一个随机模型的CMOS反相器。我们发现，确定性分析是唯一兼容的假设的平衡波动，并分析了如何非平衡波动诱导偏离其确定性的传递函数。最后，建立在CMOS反相器，我们提出了一个全CMOS设计的概率位（或二进制随机神经元）利用固有噪声。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech
Stochastic process behind nonlinear thermodynamic quantum master equation
我们提出了一个Hilbert空间中的分段确定性马尔可夫跳跃过程，使得这个随机过程的协方差矩阵解热力学量子主方程。所提出的随机过程特别简单，因为希尔伯特空间中的向量的归一化仅平均保留。由于热力学主方程的非线性，随机轨道的构建涉及作为运行系综平均的密度矩阵。我们确定的原则，细致平衡和波动耗散关系，我们的马尔可夫跳跃过程。
2010-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Stochastic Thermodynamics of oscillators networks
我们应用随机热力学的形式主义来描述复杂的Langevin和Fokker-Planck方程系统的动力学。我们特别提供了一个简单而通用的配方来计算非线性振荡器网络的耗散电流，耗散和传播热。利用热力学力和通量的Hodge分解，我们导出了一个熵产生公式，它推广了非势力的概念，并使任意远离平衡态的细致平衡和时间反演对称性的破缺变得透明。我们的形式主义，然后应用到描述的非平衡态热力学的几个例子，特别是连续铁磁体，网络的经典自旋振荡器和Frenkel-Kontorova模型的纳米摩擦。
2018-10-01 cond-mat.stat-mech
Micromagnetic simulations of thermally activated magnetization reversal of nanoscale magnets
采用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值积分方法研究了非零温度下单畴纳米级磁体的动力学过程。特别注意的是，包括热涨落作为朗之万长期，和快速多极方法被用来计算偶极-偶极相互作用。这是可行的，以纳秒的时间尺度上模拟这些动态的空间离散化，涉及的顺序上使用桌面工作站的10000个节点。这里考虑的纳米级磁体是具有大纵横比的单柱。磁滞回线模拟研究的稳定和亚稳态的磁化配置。每个支柱都有磁性端盖。在随时间变化的磁场中，观察到柱的磁化通过端盖的成核、传播和聚结而反转。特别地，端盖传播到磁体中并且在中间附近相遇。当具有相反涡度的端盖相遇时，形成相对长寿命的缺陷。波动是更重要的磁化反转弱于零温度矫顽场，其中反转是热激活的字段。在这种情况下，该过程必须通过其统计特性来描述，例如开关时间的分布，在大量独立的热历史上平均。
1999-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Arcsine Laws in Stochastic Thermodynamics
我们证明了热力学电流超过其平均值的时间分数遵循反正弦定律，这是Lévy在布朗运动中得到的一个重要结果。具有高于或低于平均值的长条纹的随机电流比那些在平均值以上和以下花费类似时间的随机电流的可能性要大得多。我们的结果与布朗卡诺热机的实验数据相吻合。我们还推测，与电流相关的另外两个随机时间服从反正弦定律：电流达到最大值的时间和电流最后一次穿过平均值的时间。这些结果尤其适用于分子马达、量子点和胶体系统。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Boundary layers in stochastic thermodynamics
本文研究随机热力学中放热或耗散功的优化问题。在过阻尼限制这些泛函有奇异的解决方案，以前被解释为协议跳跃。我们表明，正规化，惩罚一个适当定义的加速度，改变跳跃到有限宽度的边界层。我们表明，在消失的极限边界层宽度没有热量耗散的边界层，而工作可以做。我们进一步给出了一个新的解释的事实，即最佳协议在过阻尼极限的最佳确定性运输（Burgers方程）。
2011-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
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
Thermodynamic cost of Brownian computers in the stochastic thermodynamics of resetting
本文在重置随机热力学框架下，研究首通时间协议中逻辑可逆布朗图灵机的热力学代价，提出用经验逗留时间近似分布概率，并通过Gillespie算法数值分析重置熵产生。
2023-06-14 cond-mat.stat-mech
Repeated interactions and quantum stochastic thermodynamics at strong coupling
将重复相互作用的热力学框架推广到与热浴接触的任意开放量子系统。基于这些发现的理论，然后扩展到任意测量系统上进行。这构成了强耦合量子热力学中直接实验可检验的框架。通过构造，它提供了许多量子随机过程和量子因果模型与一致的热力学解释。该设置可以进一步使用，例如，严格调查非马尔可夫性和非平衡态热力学之间的相互作用。
2019-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic thermodynamics under coarse-graining
本文给出了具有多个储库的开放系统的随机热力学一般公式。通过引入一个分区的“宏观状态”（例如集的“微观状态”），对系统的热力学描述的后果进行了详细研究。当宏观态中的微观态迅速热化时，微观理论的整个结构在宏观态水平上恢复。当这些微观状态保持不平衡，导致对熵平衡的额外贡献时，情况并非如此。我们的一些结果说明了两个耦合量子点的模型。
2011-12-22 cond-mat.stat-mech
Classical and quantum stochastic thermodynamics
随机热力学提供了一个框架，描述系统的热力学平衡。它是基于这样的假设，即基本成分受到随机力的作用，产生随机动力学，在这里由福克-普朗克-克拉默斯方程表示。我们强调的作用，不可逆的概率流，消失的热力学平衡的特点，并产生一个特殊的波动和耗散之间的关系。与热力学的联系是通过定义能量函数和熵以及熵产生的速率来获得的。量子演化方程是Fokker-Planck-Kramers方程的正则量子化，它提供了对量子系统的扩展。给出了一个不可逆系统的例子，该系统是一个非平衡定态，熵不断产生。给出了通量与路径积分之间的关系。
2020-06-25 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics in the quantum regime
本文建立了一种描述受驱动的失平衡开放量子系统的随机热力学的形式。一个随机的薛定谔方程允许构建量子轨迹描述的动态系统状态矢量的存在下，最终监测的环境。热力学量定义在单量子轨道水平，独立于任何能量测量，在协议的任何时间。因此，我们确定相干的贡献，没有经典的同行，导致量子涨落的热力学量。这种形式主义最终导致熵的中心涨落定理，扩展了经典随机热力学中的量子机制结果。的热印记的相干性的Jarzynski平等的一个简单的实施进行了研究，开辟了途径的热力学方法去相干。
2016-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Martingales for physicists: A treatise on stochastic thermodynamics and beyond
该研究综述鞅理论在随机热力学及物理学更广泛随机过程中的应用，为相关领域研究者提供理论参考。
2023-12-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Fluctuation Theorems and Thermodynamic Inequalities for Nonequilibrium Processes Stopped at Stochastic Times
本文针对在随机时刻停止的非平衡过程，提出构造鞅的系统方法，建立停止时间涨落定理及比传统结果更强的热力学不等式，并通过熵产生、自由能耗散和耗散功进行数值验证。
2023-06-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fluctuation Relations in Stochastic Thermodynamics
涨落关系是非平衡系统中的恒等式，在过去的20年里引起了人们的极大兴趣。这是一个由4个讲座组成的系列，讨论了非平衡过程随机方程建模中此类关系的各个方面。
2013-08-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Reversal Modes of Simulated Iron Nanopillars in an Obliquely Oriented Field
采用随机微磁学模拟方法研究了三维磁性纳米柱在高度错位磁场中的开关现象。开关似乎通过两种不同的衰减模式进行，其特征在于非常不同的平均寿命和不同的平均值的横向磁化分量。
2004-09-10 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics with odd controlling parameters
随机热力学将经典热力学的概念和关系扩展到经历强烈波动的小系统。功、热的定义和微观可逆条件是当前随机热力学框架中的两个关键概念。本文将随机热力学应用于具有奇数控制参数的小系统，发现热的定义与微观可逆条件不相容。这种矛盾也导致了对涨落定理和非平衡功关系的修正。通过引入伴随动力学，我们发现总熵产生可以分为三部分，其中两部分满足积分涨落定理。修正功和热的定义以及微观可逆条件，使我们能够导出两组修正的非平衡功关系，包括Jarzynski等式、详细的Crooks功关系和积分的Crooks功关系。我们考虑的战略的捷径等温线作为一个例子，并给出了更复杂的解释Jarzynski式的平等来自捷径等温线。
2019-07-10 cond-mat.stat-mech
