由单组非平衡跃迁得到的不同温度下的平衡自由能差

Crooks 涨落定理和 Jarzynski 等式是通过两个平衡态之间的非平衡跃迁来获取平衡性质的极其强大的工具。在这封信中，我们提出了对 Crooks 涨落定理的扩展，用于两个非平衡定态（NESS）之间的跃迁。利用所提出的定理，我们证明了从两个 NESS 之间跃迁获得的一组数据中，有可能获得多个平衡态的自由能差。通过采用 Nose-Hoover 动力学和一维 $\phi^4$ 链进行的数值模拟验证了结果。这些方程以使得实验验证成为可能的方式表述。所提出的方法可以提供一系列温度下的自由能差，因此比 Jarzynski 等式或 Crooks 涨落定理快得多。