周期驱动随机系统中电流涨落的谱分析

电流涨落在非平衡统计力学中起着重要作用，是理论研究和实际应用中的关键关注对象。迄今为止，大多数研究致力于时间平均电流——即随时间变化电流的零频傅里叶分量——的涨落。然而，在许多实际应用中，其他频率处的涨落同样重要。在此，我们研究周期驱动随机系统中电流统计的完全频率依赖性。首先，我们展示一种计算电流统计的通用方法，即便电流频率与驱动频率不可通约、打破系统的时间周期性时依然有效。有些令人惊讶的是，我们发现编码电流所有统计信息的累积量生成函数（CGF）由任意频率处的连续背景，以及在与驱动频率可通约的电流频率处伴随的正或负峰值组成。我们表明，随阶数增高的累积量在越来越多位置出现峰值，但振幅递减，且依赖于频率的可通约比。所有这些峰值随后被转录到 CGF 的行为中。随着测量时间增加，这些峰值变得更尖锐但保持相同振幅，并最终在无限长测量极限下，于所有与驱动频率可通约的频率处导致 CGF 的不连续。我们在三类模型上展示了我们的形式体系及其推论：周期驱动谐振势中的欠阻尼布朗粒子；周期驱动的跑动翻滚粒子；以及两态系统。