具有随机能量更新的布朗运动
统计力学
2025-06-11 v1
摘要
我们研究了间歇性能量注入对布朗粒子的影响，将其建模为其动能随机更新至固定值的过程。在两次更新之间，粒子遵循标准的欠阻尼朗之万动力学。对于以恒定速率发生的能量更新，我们发现非玻尔兹曼能量分布会经历由速度弛豫时间尺度与更新时间尺度竞争驱动的形状转变。在快速更新极限下，该动力学模拟了一维的“跑-停”运动，而在有限更新速率下，有效扩散系数表现出非单调行为。为了量化系统偏离平衡的程度，我们推导了一个修正的涨落-响应关系，并证明了不存在一致的有效温度。耗散通过偏离类平衡响应的程度来表征，并由Harada-Sasa关系捕捉。最后，我们将分析扩展到非泊松更新过程，并引入了一个无量纲转换系数来量化扩散的热力学代价。
引用
@article{arxiv.2506.08876,
title = {Brownian motion with stochastic energy renewals},
author = {Ion Santra and Kristian Stølevik Olsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08876},
year = {2025}
}