布朗尼棘轮与泵浦普适模拟多体活性动力学
活性系统能够展现出平衡态下所禁止的多种现象。其动力学通常由抽象局域更新规则定义,而这类行为是否能够源于物理上自然的驱动力,通常并不明确。本研究表明,两种简单的驱动机制可以通用地模拟自旋系统中的任意局域活性动力学。第一种机制是周期性含时哈密顿量与冷浴耦合的熟悉场景,称之为“多体布朗泵”。作为第二种机制,将传统上用于输运的布朗棘轮推广为“多体布朗棘轮”:一个与热浴和冷浴耦合的静态哈密顿量,由此产生的稳态热流不仅能驱动输运,还能产生局域活性动力学。以概率元胞自动机为显式模型,作者证明,对于任意连续时间(或离散时间)的局域活性动力学,总存在一种多体布朗棘轮(或泵)能够逼近该动力学,其噪声可通过调节能量尺度及其他参数任意减弱。作为具体示例,该团队在双层晶格上构建了一个简单的铁磁伊辛棘轮模型。当两层分别与不同温度的浴耦合时,即使在对称性破缺场作用下,该模型也能作为稳健的经典记忆,而这种行为在平衡态下是不可能的。更广泛地,该工作表明,棘轮可以利用稳态热流自主产生并稳定新颖的集体行为,从而实现了非平衡多体动力学的一种新型静态场景。
量科快讯
4 天前
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