驱动颗粒麦克斯韦气体中的姆潘巴效应

姆潘巴效应指的是一个反直觉的结果：当被骤冷至低温时，处于较高温度的系统可能比处于中间温度的系统更快达到平衡。最近，基于微扰分析，已在驱动颗粒气体中证明了该效应，既包括光滑硬球系统也包括粗糙硬球系统。在本文中，我们考虑非弹性驱动麦克斯韦气体——一种颗粒气体的简化模型，其中碰撞速率被假定为与相对速度无关。通过精确分析，我们确定了该模型中呈现姆潘巴效应的条件。对于单分散气体，我们表明姆潘巴效应仅当允许初始态为非定态时才出现；而对于双分散气体，它在稳态初始态下即出现。我们还证明了双分散麦克斯韦气体中强姆潘巴效应的存在，其中较高温度的系统以指数更快的速率弛豫到最终稳态，从而导致更短的平衡时间。