对称与非对称过程中不可逆功的微扰展开
统计力学
2022-08-05 v2 量子物理
摘要
通过推广[J. Phys. A50, 325001 (2017)]中提出的公式，发展了Fokker-Planck方程解的系统性展开方法。利用该方法，我们得到了一个微扰计算平均功的新公式，适用于Fokker-Planck算子本征值存在简并的系统。此方法使我们能够研究几何对称性如何影响布朗粒子的热力学描述。为说明所推导理论的应用，我们考虑具有二维谐振势的Fokker-Planck方程。为研究势的对称性效应，我们研究了势的对称与非对称形变过程中的热力学性质：前者保持谐振势的旋转对称性，而后者破坏了该对称性。这些过程中的优化形变通过最小化平均功来定义。比较这些优化过程，我们发现当势的形变时间取由Fokker-Planck方程弛豫时间刻画的临界时间时，对称与非对称过程之间的差异达到最大。由于不可逆过程中的滞后效应，平均功中的该临界时间小于平均能量变化的临界时间。
引用
@article{arxiv.2201.03693,
title = {Perturbative expansion of irreversible works in symmetric and asymmetric processes},
author = {T. Koide},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03693},
year = {2022}
}
备注
40 pages, 6 figures and 2 tables, typos were corrected