Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tiến bộ mới trong nguyên lý vật lý thống kê không cân bằng
Tóm tắt
Trong những năm gần đây, một phương trình cơ bản mới của vật lý thống kê không cân bằng đã được đề xuất thay thế cho phương trình Liouville. Đó là phương trình Langevin dị thường trong không gian Γ hoặc phương trình khuếch tán Liouville tương đương với sự bất đối xứng đảo thời gian. Phương trình này phản ánh rằng hình thức chuyển động của các hạt trong các hệ thống nhiệt động học thống kê có tính chất song song giữa trôi và khuếch tán, và luật chuyển động của nhiệt động học thống kê về bản chất là ngẫu nhiên, nhưng không tuân theo phương trình chuyển động của Newton, mặc dù nó cũng bị ràng buộc bởi động lực học. Khuếch tán ngẫu nhiên của các hạt chính là nguồn gốc vi mô của tính không đảo của vĩ mô. Xuất phát từ phương trình này, thứ bậc phương trình khuếch tán BBGKY đã được trình bày, và các phương trình động lực học như phương trình Navier-Stokes tổng quát, phương trình khuếch tán khối lượng và phương trình dẫn nhiệt đã được rút ra một cách súc tích. Mô tả thống nhất của tất cả ba mức phương trình vi mô, động lực và động lực học đã được hoàn thành. Hơn nữa, một phương trình phát triển phi tuyến của mật độ entropy không cân bằng Gibbs và Boltzmann đã được xây dựng, và sự tồn tại của khuếch tán entropy đã được dự đoán. Phương trình phát triển cho thấy rằng sự thay đổi của mật độ entropy không cân bằng xuất phát từ trôi, khuếch tán và sự sản xuất nguồn. Sự sản xuất entropy là biểu hiện của quy luật tăng entropy. Khuếch tán entropy điều khiển sự tiến đến trạng thái cân bằng. Tất cả những phát derivation và kết quả này đều được thống nhất và chặt chẽ từ phương trình cơ bản mới mà không thêm bất kỳ giả định nào. Trong bài tổng quan này, một cái nhìn tổng quát về những ý tưởng, phương pháp và kết quả chính ở trên được đưa ra, và tiến bộ mới quốc tế trong các vấn đề liên quan của vật lý thống kê không cân bằng được tóm tắt.
Từ khóa
#vật lý thống kê không cân bằng #phương trình Langevin dị thường #phương trình khuếch tán Liouville #entropy không cân bằng #khuếch tán entropyTài liệu tham khảo
Penrose, O., Foundations of statistical mechanics, Rep. Prog, Phys., 1979, 42: 1937.
Prigogine, I., From Being to Becoming, San Francisco: W. H. Freeman, 1980.
Balescu, R., Equilibrium and Nonequilibrium Statistical Mechanics, New York: John Wiley & Sons, 1975.
Lebowitz, J. L., Presutti, E., Spohn, H., Microscopic models of hydrodynamic behavior, J. Stat. Phys., 1988, 51: 841.
Kreuzer, H. J., Nonequilibrium Thermodynamics and Its Statistical Foundations, Oxford: Clarendom Press, 1981.
Holinger, H. B., Zenzen, M. J., The Nature of Irreversibility, Dordrecht: D. Reidel Publishing Company, 1985.
Xing, X. S., On the origin of irreversibility, J. Nucl. Phys. (in Chinese), 1983, 5(4): 340.
Xing, X. S., Nonequilibrium statistical physics subject to the anomalous Langevin equation in Liouville space, J. BIT. 1994, 3: 131.
Xing X. S., On basic equation of statistical physics, Science in China, Ser. A, 1996, 39(11): 1193.
Xing, X. S., On basic equation of statistical physics (Part II), Science in China, Ser. A, 1998, 41(4): 411.
Xing, X. S., On the fundamental equation of nonequilibrium statistical physics, Int. J. Mod. Phys. B., 1998, 12(20): 2005.
Akhiezer, A. I., Peletminsky, S.V., Methods of Statistical Physics, Oxford: Pergamon, 1981.
Gardiner, C. W., Handbook of Stochastic Methods, Berlin: Springer-Verlag, 1981.
de Hemptinne, X., Nonequilibrium Statistical Thermodynamics, Singapore: World Scientific, 1992.
Lavenda, B. H., Nonequilibrium Statistical Thermodynamics, Chichester: Wiley, 1985.
Streater, R. F., Statistical Dynamics—A Stochastic Approach to Nonequilibrium Thermodynamics, London: Imperial College Press, 1995.
Prigogine, I., Stengers, I., Order out of Chaos, New York: Bantan Books, 1984.
Prigogine, I., The End of Certainty, New York: Free Press, 1996.
Coveney, P., Highfield, R., The Arrow of Time, London: W. H. Allen, 1990.
Dorfman, J. R., Deterministic chaos and the foundations of the kinetic theory of gas, Phys. Rep., 1998, 301(1–3): 151.
Layzer, D., Cosmogenesis, New York: Oxford Univ. Press, 1990.
Huang, Z. Q., Ding, E. J., Transport Theory (in Chinese), Beijing: Science Press, 1987.
Wehrl, A., General properties of entropy, Rev. Mod. Phys., 1978, 50(2): 221.
Mackey, M. C., The dynamic origin of increasing entropy, Rev. Mod. Phys., 1989, 61(4): 981.
de Groot, S. R., Mazur, P., Nonequilibrium Thermodynamics, Amsterdam: North-Holland, 1962.
Holian, B. L., Entropy evolution as a guide for replacing the Liouville equation, Phys. Rev. A, 1986, 34(5): 4238.
Lee, T. D., Statistical Mechanics (in Chinese), Beijing: Beijing Nomal Univ. Press, 1984.
Huo, Y. P., Zheng, J. R., Nonequilibrium Statistical Theory (in Chinese), Beijing: Science Press, 1987.