谱扰动的热力学界限及其在振荡与弛豫动力学中的应用
统计力学
2024-01-24 v4
摘要
在离散态马尔可夫系统中，关联函数和弛豫动力学的许多重要性质依赖于速率矩阵的谱。此处我们证明了热力学性质与谱性质之间存在普遍的权衡关系。我们表明，熵产生率——非平衡稳态的基本热力学代价——界定了非平衡速率矩阵与参考平衡速率矩阵特征值之间的差异。利用该结果，我们推导了关于谱隙（其控制自关联时间与弛豫至稳态的速度）的热力学界限。我们还推导了关于虚特征值（其控制振荡速度）的热力学界限。我们利用一个简单的生物分子传感模型说明了我们的方法。
引用
@article{arxiv.2304.01714,
title = {Thermodynamic bounds on spectral perturbations, with applications to oscillations and relaxation dynamics},
author = {Artemy Kolchinsky and Naruo Ohga and Sosuke Ito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01714},
year = {2024}
}