非互为主动相互作用粒子与场的随机热力学
统计力学
2026-02-24 v3 软凝聚态物质
生物物理
摘要
违反牛顿定律'作用=反作用'的非互为主动相互作用在自然界中十分常见，目前在主动物质、化学反应网络、种群动力学等诸多领域得到广泛关注。一个重大挑战在于构建满足局部详细平衡条件的随机动力学框架，以对非互为主动相互作用的随机热力学进行严格分析。本文提出了这样一种框架，适用于广泛的主动系统，通过系统粗化推导宏观熵产生的精确表达式。可以识别出四个独立的热力学耗散贡献，其中能量流维持旋流动子的存在体现了非互为主动相互作用的特征。随后，推导了奥斯格朗的非互为主动关系、涨落-响应关系、涨落关系以及非互为主动系统的热力学不确定性关系。最后演示了该通用框架可应用于众多主动物质系统和化学反应网络，为理解非互为主动相互作用的众多体系的随机热力学开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2504.10515,
title = {Stochastic Thermodynamics of Non-reciprocally Interacting Particles and Fields},
author = {Atul Tanaji Mohite and Heiko Rieger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10515},
year = {2026}
}