噪声驱动的随机系统在短时间尺度上的熵产生下界
统计力学
2025-01-27 v1
摘要
第二定律规定了非平衡系统随时间演化趋向更高熵的状态，但它并未指定这种演化的速率以及对系统动力学产生影响的涨落的作用。熵产生量化了系统远离平衡状态的程度，并提供了不可逆性的度量。在随机系统中，熵产生对于理解接近非平衡状态至关重要。虽然宏观观察提供了宝贵的见解，但往往忽略了由涨落支配的局部行为。在本研究中，我们聚焦于通过计算前向和后向轨迹概率密度函数之间的Kullback-Leibler发散(KLD)来测量广义随机系统在短时间尺度上的熵产生下界。通过分析跨滑动时间尺度的熵产生，我们发现模式揭示了局部、小尺度动力学与全局、宏观行为之间的区别，为深入了解系统远离平衡的程度提供了洞见。我们还分析了切换到不同类型的噪声或涨落的效果，发现较大时间尺度上的观察无法区分不同噪声形式，而在短时间尺度上，区分显著。
关键词
引用
@article{arxiv.2501.14362,
title = {Lower bound of entropy production at short time scales for noise-driven stochastic systems},
author = {Mairembam Kelvin Singh and R. K. Brojen Singh and Moirangthem Shubhakanta Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14362},
year = {2025}
}