論文の概要: Evolution of Hypoequilibrium States in Steepest Entropy Ascent Models for Nonequilibrium Quantum Thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.26644v1
• Date: Tue, 26 May 2026 07:27:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-27 17:51:41.727391
• Title: Evolution of Hypoequilibrium States in Steepest Entropy Ascent Models for Nonequilibrium Quantum Thermodynamics
• Title（参考訳）: 非平衡量子熱力学のための最低エントロピー上昇モデルにおける平衡状態の進化
• Authors: Gian Paolo Beretta, Rohit Kishan Ray, Michael R. von Spakovsky,
• Abstract要約: この研究は、遠方平衡緩和と輸送過程の低次モデリングのための公式な基礎を提供する。 以前は様々な物理・化学系にまたがって適用されていた方法論を支持している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A formal development of the hypoequilibrium (HE) state concept within the Steepest-Entropy-Ascent Quantum Thermodynamics (SEAQT) framework is presented, emphasizing its rigorous mathematical formulation. Using a general decomposition of the Hilbert space, HE states are defined in operator language and the reduced evolution of the associated intensive parameters for the regime where the dissipative dynamics commutes with the Hamiltonian is derived. It is proved that the $M$-th order HE family (where $M$ is the number of spectral sectors) constitutes an invariant manifold under the SEAQT equation of motion, ensuring that states initially representing a ``mixture of canonicals'' maintain this structure throughout their evolution. Furthermore, a formal connection is established between the HE ansatz and the rate-controlled constrained equilibrium (RCCE) method, identifying HE variables as constraint potentials. Finally, the model is extended to non-Hamiltonian SEAQT (NH-SEAQT) interactions to describe thermodynamically consistent energy and entropy exchanges between subsystems and heat baths. This work provides the formal foundation for reduced-order modeling of far-from-equilibrium relaxation and transport processes, and supports a methodology previously applied across various physical and chemical systems.
• Abstract（参考訳）: より厳密な数学的定式化を強調しつつ、Steepest-Entropy-Ascent Quantum Thermodynamics (SEAQT) フレームワーク内での低平衡(HE)状態の概念の形式的展開を示す。 ヒルベルト空間の一般分解を用いて、HE状態は作用素言語で定義され、散逸的力学がハミルトニアンと可換である状態に対する関連する集中的パラメータの減少が導かれる。 M$-次HE族(M$はスペクトルセクターの数である)がSEAQT運動方程式の下で不変多様体を構成することが証明され、最初は '`カノニカルの混合' を表す状態が、その進化を通してこの構造を維持することが保証される。 さらに、HEアンサッツと速度制御された制約均衡(RCCE)法の間に正式な接続が確立され、HE変数を制約ポテンシャルとして識別する。 最後に、このモデルは非ハミルトンSEAQT(NH-SEAQT)相互作用に拡張され、熱力学的に一貫したエネルギーとサブシステムと熱浴の間のエントロピー交換を記述する。 この研究は、遠方平衡緩和と輸送過程の低次モデリングのための公式な基礎を提供し、以前は様々な物理および化学系で適用されていた方法論を支持している。

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