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作为探测非平衡量子与经典流体中长程关联的涨落-响应关系

统计力学 2024-07-03 v1

摘要

涨落-耗散定理的缺失是研究非热力学平衡系统的主要障碍。我们表明,对于处于由恒定温度梯度表征的非平衡稳态的流体,对易子关联函数仍与响应函数相关;然而,该关系关联的是两个可观测量乘积的双线性响应,而非像平衡态情形那样关联至单个线性响应函数。这一修正的涨落-响应关系对量子与经典系统均成立。它不仅受此类稳态中存在的长程关联启发并得到其信息支持,还允许通过响应实验对其进行探测。这在量子流体中尤为引人关注,因为在此类流体中通过光散射直接观测涨落十分困难。在经典流体中,已知温度梯度与扩散剪切速度的耦合导致各种可观测量(特别是温度涨落)的关联不随距离衰减,而是延伸至整个系统。我们研究了费米子量子流体中这些关联的性质,并表明温度梯度与速度涨落之间的关键耦合与经典情形相同。因此,流体力学区域的长程关联性质也是相同的。然而,当在低温极限下进入无碰撞区域时,速度涨落的性质发生变化:它们变得具有弹道性而非扩散性。结果,温度与其他可观测量关联在长波长极限下仍是奇异的,但其奇异性弱于流体力学区域。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.10414,
  title  = {A Fluctuation-Response Relation as a Probe of Long-Range Correlations in Non-Equilibrium Quantum and Classical Fluids},
  author = {T. R. Kirkpatrick and D. Belitz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10414},
  year   = {2024}
}

备注

29pp, 3 figs