介观非平衡与活性系统中反正弦定律的实验验证
软凝聚态物质
2022-11-23 v2 数据分析、统计与概率
光学
摘要
介观世界中大量过程发生于非平衡态，系统演化的时间过程变得极为重要，因其主要由耗散效应驱动。非平衡稳态（NESS）在此类系统中代表关键一类，其弛豫时标与操作时标相当。本研究中，我们采用一个由胶体微颗粒构成的模型 NESS 随机系统，该颗粒光捕获于黏性流体中，受时间关联噪声外驱，并展示如熵流、对系统所做功或其耗散功等时间积分可观测量在长时间极限下遵循三条 Levy 反正弦定律 [1]。我们发现，当系统近平衡且熵产生率较小时，累积分布更快收敛于反正弦分布，因为此时熵流具有更弱的时间自相关。我们通过改变外加噪声强度或用靠近捕获颗粒的微气泡产生的流场扰动系统来研究此现象。我们以该系统的理论模拟确认了实验发现。我们的工作为随机涨落起关键作用的介观区 NESS 统计提供了有趣洞见。
引用
@article{arxiv.2104.00127,
title = {Experimental verification of Arcsine laws in mesoscopic non-equilibrium and active systems},
author = {Raunak Dey and Avijit Kundu and Biswajit Das and Ayan Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00127},
year = {2022}
}
备注
9 pages (6 main + 3 Supplementary), 10 figures