区分高压带电气体中的热涨落与仪器误差

热力学参数如温度和压力可以从系统的统计行为中定义。因此，热涨落是这些参数不可分割的特征，并最终进入实验数据。分析这些涨落对于研究物理系统的相变或其临界点附近的行为非常有用。然而，这种方法并不直接，因为大多数时候无法区分有意义的热涨落与由仪器误差引起的涨落。在本文中，我们提供了一种方法，实验者可以通过该方法将这种多源涨落根据其来源分离为各个组成部分。尽管文章仅聚焦于一个特定系统，即高压带电气体，但我们使用了一种可应用于各种其他系统的计算方法。我们提出的想法非常高效，并将所需的计算时间显著缩短。我们使用了 Euler 算法，该算法通常不保持内能守恒；但我们利用这一事实作为工具，使我们能够在系统的相空间中漫游，并在显著更短的时间内达到不同的能级。尽管系统在单个能级上停留的时间不足以达到平衡，但我们已能够从数据中提取平衡态的细节。结合数值计算与理论建模，我们给出了测量压力值中存在的总涨落量的最终表达式。该表达式以气体和气压计两者的特性给出，因此可以进行实验验证。