两个相互作用的欠阻尼布朗粒子的有效热力学
统计力学
2020-02-20 v2
摘要
从两个耦合欠阻尼布朗粒子的随机热力学描述出发，我们展示并比较了三种不同的粗粒化方案，它们给出对其中第一个粒子的有效热力学描述：对一个粒子边缘化、具有信息流的双部结构，以及平均力哈密顿形式体系。在尺度分离极限下，第二个具有快速弛豫时间尺度的粒子相对于第一个缓慢弛豫粒子的坐标局部平衡，我们证明第一和第三种方法得到的有效热力学能够捕捉完整热力学且彼此一致。在双部方法中，慢部分一般不允许精确的热力学描述，因为忽略了粒子间的熵交换。在物理上，第二个粒子有效地成为热库的一部分。在第二个粒子变重从而确定性的极限下，前两种粗粒化方法的有效热力学与完整热力学一致。然而平均力哈密顿形式体系被证明与该极限不相容。在物理上，第二个粒子成为功源。这些理论结果用一个精确可解的谐振子模型加以说明。
引用
@article{arxiv.1910.14172,
title = {Effective thermodynamics of two interacting underdamped Brownian particles},
author = {Tim Herpich and Kamran Shayanfard and Massimiliano Esposito},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.14172},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 4 figures