具有惯性和噪声的耦合振子系统中的非平衡一级相变

我们研究了具有分布自然频率的耦合振子系统的动力学，其中包含了由温度参数化的热噪声特征和由转动惯量参数化的惯性项。对于一般的单峰频率分布，我们在无量纲转动惯量、温度和频率分布宽度的空间内报告了该模型的完整相图。我们证明，系统经历了一个非平衡一级相变，从低参数值下的同步相转变为高参数值下的非相干相。我们提供了强有力的数值证据来证明同步相和非相干相的存在，并对后者进行了解析处理，以获得相应的线性稳定性阈值，该阈值从下方限定了一级相变点。在零噪声和零惯性的极限下，当动力学简化为 Kuramoto 模型的动力学时，我们恢复了相关的已知连续相变。在有限噪声和惯性但无自然频率的情况下，动力学变为一个被广泛研究的长程相互作用模型，即哈密顿平均场模型。在接近一级相变时，我们表明跳出亚稳态的逃逸时间随振子数量呈指数缩放，我们将其解释为源于振子间相互作用的长程性质。