时间无关非耗散非平衡态的统计力学
统计力学
2007-11-09 v2 材料科学
摘要
我们考察如下问题:平衡统计力学的形式表达式能否应用于那些并非真正处于热力学平衡且具有非遍历性的、时间无关的非耗散系统。通过假设相空间可被划分为若干时间无关的局部遍历区域,我们论证在这些区域内部,微观状态的相对概率由标准的 Boltzmann 权重给出。与先前专门针对玻璃化转变所发展的能量景观(energy landscape)处理方式不同,我们并不先验地假定区域间占据数分布的信息。假设这些区域相对于热力学状态变量的微小变化是稳健的,我们为这类系统推导了一系列涨落公式。我们利用针对模型玻璃形成体系的分子动力学模拟验证了理论结果。针对系统温度或压强发生突然有限变化所引起的涨落,我们推导了非平衡瞬态涨落关系(Transient Fluctuation Relations),并证明其与模拟结果一致。这些关系成立的充分必要条件是:区域内部由 Boltzmann 统计所占据,且区域具有稳健性。因此,瞬态涨落关系为我们对这些系统所作的统计力学处理中所采用的假设提供了独立的定量依据。
引用
@article{arxiv.0706.0753,
title = {Statistical Mechanics of Time Independent Non-Dissipative Nonequilibrium States},
author = {Stephen R. Williams and Denis J. Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.0753},
year = {2007}
}
备注
17 pages, 4 figures, minor amendments