用随机热力学界定非线性介观系统中涨落的方差与偏度
统计力学
2023-07-10 v2 数学物理
math.MP
摘要
受外部驱动(电压、化学势等)的非线性耗散系统(二极管、晶体管、化学反应等)中产生的涨落众所周知地回避任何简单的刻画,例如涨落耗散定理(在特定语境下亦称 Johnson-Nyquist 定律或 Einstein 定律)。利用随机热力学的结果,我们证明这些涨落的方差超出由适当推广的 Johnson-Nyquist 公式所预测的方差,其超出量由涨落的偏度(三阶矩)所控制。因此,对称涨落必然服从推广的 Johnson-Nyquist 公式。这显示了某些非线性模型(如 MOS 晶体管或化学反应)中噪声的高斯近似在物理上是不自洽的。更一般地,这表明需要一种与热力学原理相容的随机非线性系统理论。
引用
@article{arxiv.2208.14506,
title = {Bounding Variance and Skewness of Fluctuations in Nonlinear Mesoscopic Systems with Stochastic Thermodynamics},
author = {Jean-Charles Delvenne and Léopold Van Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14506},
year = {2023}
}
备注
7 pages, 3 figures