基于随机极限循环的耗散-相干性权衡与热力学不确定性关系对偶性
统计力学
2026-05-04 v3
摘要
我们在弱噪声极限下推导了通用随机极限循环的两个基本权衡。第一个是耗散-相干性权衡，后者在额外假设下被Santolin和Falasco[Phys. Rev. Lett. 135, 057101 (2025)]发现并证明。该权衡以一种方式界定了完成一个振荡周期所需的熵产生，以及在稳态相关被破坏之前发生的振荡次数。第二个是热力学速度限制权衡，通过欧几里得长度界定了熵产生。通过将源自极限循环稳定性的互为对偶的可观测量代入热力学不确定性关系，我们获得了这些权衡。这一事实使我们能够将耗散-相干性权衡视为热力学速度限制的对偶。我们使用带噪声的Rössler模型进行数值演示。我们还将权衡应用于随机化学系统，其中扩散系数矩阵可能包含零特征值。此外，我们展示了通过基于相位简化方式修改扩散系数矩阵即可实现耗散-相干性权衡。
引用
@article{arxiv.2509.06421,
title = {Duality between dissipation-coherence trade-off and thermodynamic speed limit based on thermodynamic uncertainty relation for stochastic limit cycles},
author = {Ryuna Nagayama and Sosuke Ito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.06421},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 3 figures (main text) + 22 pages, 2 figures (supplemental material)