В работе исследуются два подхода к изучению термодинамических флуктуаций в компьютерных симуляциях: один — основанный на теории, изложенной в учебнике Ландау—Лифшица, которая предполагает самосогласованное решение проблемы, и второй — развитый в работах Lebowitz—Percus—Verlet и др., предназначенный для ограниченного класса задач компьютерных симуляций методом классической молекулярной динамики. Исследование флуктуаций в молекулярно-динамической симуляции флюида гелия при комнатной температуре и давлении 2 кбар выявило, что они в несколько раз отличаются, в зависимости от типа ансамбля (NVE или NVT), использованного в вычислениях. Для NVT-ансамбля наилучший результат даёт подход Ландау—Лифшица, а для микроканонического NVE-ансамбля — подход Lebowitz—Percus—Verlet. Вместе с тем в этой системе в NVT-ансамбле было установлено отличие плотности распределения температурных флуктуаций от нормальной. Было показано, что такое отличие связано с присутствием так называемых алгоритмических флуктуаций, обусловленных компьютерной реализацией алгоритма вычислений: дискретностью времени, ограниченностью вычислений по времени и т.д. Продемонстрирована принципиальная возможность согласовать слабую консервативность законов движения частиц, где энергия сохраняется в среднем, с очевидной асимметрией эволюции системы в целом с течением времени.

Ключевые слова: термодинамические флуктуации, молекулярная динамика, объёмный модуль, теплоёмкость PACS: 02.70.Ns, 05.40.−a, 05.70.−a (все) DOI: 10.3367/UFNr.2025.05.039902 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/9/e/ 001606315700005 2-s2.0-105021829618 Цитата: Кондрин М В, Лебедь Ю Б, Фомин Ю Д, Бражкин В В "К вопросу о термодинамических флуктуациях в компьютерных экспериментах" УФН 195 1001–1007 (2025) BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks Поступила: 17 декабря 2024, доработана: 11 апреля 2025, одобрена в печать: 13 мая 2025 English citation: Kondrin M V, Lebed’ Yu B, Fomin Yu D, Brazhkin V V “On the problem of thermodynamic fluctuations in computer simulations” Phys. Usp. 68 941–946 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2025.05.039902