非平衡稳态中自组织的热力学效率

活性物质通过非平衡动力学产生序或图案。一个开放的研究挑战是确定非平衡自组织系统能多有效地将消耗的能量转化为宏观序。我们研究了一个信息论量，该量通过估计由微小控制参数扰动引起的熵减少，相对于该扰动所需的广义功，直接应对了这一挑战。该量先前主要在平衡或近平衡背景下被考虑，在此我们将这一框架扩展并应用于两个非平衡自组织系统：持久性和活性Ising模型。我们观察到，与平衡系统一样，非平衡系统的热力学效率在相变处达到最大值。此外，我们比较了不同控制参数下的热力学效率和推断效率。虽然作为涨落耗散定理的结果，这两个量在平衡态下是相等的，但我们报告指出它们在非平衡态下发生偏离，且这一差距反映了系统远离平衡的程度。