定态和亚稳态的统计物理：等离子体柱实验数据的描述

我们为一般类别的定态和亚稳态平衡态提出了一种统计力学。为此，对吉布斯极值条件进行了轻微修改，以适用于广泛的非平衡态。与通常一样，假设系统在标准条件下（即能量恒定和概率分布归一化）最大化熵泛函 $S$。然而，还假设存在一个额外的守恒约束函数 $F$，它迫使系统保持在亚稳态构型中。进一步，在假设两个准独立子系统具有可加性，并且新约束与密度矩阵 $\rho$ 对易之后，我们论证了 $F$ 应是密度矩阵的齐次函数，至少对于谱足够密集以至于可视为连续的系统是如此。$F$ 的显式形式为 $F(p_{i})=p_{i}^{q}$，其中 $p_i$ 是密度矩阵的本征值，$q$ 是一个待定的实数。这个 $q$ 数作为一种 Tsallis 参数出现，具有约束 $F$ 齐次阶数的解释。该程序被应用于描述 Huang 和 Driscoll 的等离子体实验的结果。实验测量的密度被预测，其精度与使用涡度极值和 Tsallis 程序所达到的精度相似。然而，本结果在所有径向位置都定义了密度。特别是，实验分布显示的平滑尾部被该程序所预测。这样，该方案避免了在两种提到的替代程序中出现的远距离处密度分布的非解析性。