RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2026
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

сентябрь

←  →

Методические заметки


К вопросу о термодинамических флуктуациях в компьютерных экспериментах

†  а,  б,  а,  а
а Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук, Калужское шоссе 14, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
б Институт ядерных исследований Российской академии наук, проспект 60-летия Октября 7а, Москва, 117312, Российская Федерация

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.

Текст pdf (695 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.05.039902
Адрес для корреспонденции:
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
2025PhyU...68..941K
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, 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

Список литературы (26) Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (20) ↓

  1. Г.Н. Бочков, Ю.Е. Кузовлев «Флуктуационно-диссипационные соотношения: достижения и недоразумения» УФН 183 617–630 (2013)
  2. В.Л. Гинзбург, Л.П. Питаевский «О квантовой формуле Найквиста и области применимости формулы Каллена - Вельтона (замечания о статье Ю. Л. Климонтовича)» УФН 151 333–339 (1987)
  3. Г.С. Голицын «Работа А.Н. Колмогорова 1934 г. — основа для объяснения статистики природных явлений макромира» УФН 194 86–96 (2024)
  4. В.М. Розенбаум, И.В. Шапочкина, Л.И. Трахтенберг «Метод функций Грина в теории броуновских моторов» УФН 189 529–543 (2019)
  5. В.В. Бражкин «Могут ли стеклообразующие жидкости быть "простыми"?» УФН 189 665–672 (2019)
  6. В.И. Кляцкин «Статистическая топография и ляпуновские экспоненты в динамических стохастических системах» УФН 178 419–431 (2008)
  7. В.И. Татарский «Пример описания диссипативных процессов на основе обратимых динамических уравнений и некоторые замечания относительно флуктуационно-диссипационной теоремы» УФН 151 273–307 (1987)
  8. В.В. Бражкин «Метастабильные фазы, фазовые превращения и фазовые диаграммы в физике и химии» УФН 176 745–750 (2006)
  9. В.В. Бражкин «Основная тройная точка веществ на фазовой диаграмме: тайное становится явным» УФН 196 649–658 (2026)
  10. В.В. Бражкин «"Квантовые" значения экстремумов "классических" макроскопических величин» УФН 193 1227–1236 (2023)
  11. О.Г. Бакунин «Корреляционные и перколяционные свойства турбулентной диффузии» УФН 173 757–768 (2003)
  12. В.В. Попков, Е.В. Шипицин «Золотое сечение в цикле Карно» УФН 170 1253–1255 (2000)
  13. С.Н. Гордиенко «Необратимость и вероятностное описание динамики классических частиц.» УФН 169 653–672 (1999)
  14. А.В. Буренин «Качественная внутримолекулярная квантовая динамика» УФН 169 673–685 (1999)
  15. В.М. Розенбаум, И.В. Шапочкина, Л.И. Трахтенберг «Квантовая частица в V-образной яме произвольной асимметрии. Броуновские моторы» УФН 194 1108–1117 (2024)
  16. В.И. Ритус «Конечное значение затравочного заряда и связь отношения постоянных тонкой структуры физического и затравочного зарядов с нулевыми колебаниями электромагнитного поля в вакууме» УФН 192 507–526 (2022)
  17. Ю.Л. Климонтович «Флуктуационно-диссипационные соотношения. Роль конечности времени корреляции. Квантовое обобщение формулы Найквиста» УФН 151 309–332 (1987)
  18. В.К. Конюхов, А.М. Прохоров «Второе начало термодинамики и квантовые генераторы с тепловым возбуждением» УФН 119 541–550 (1976)
  19. И.П. Базаров «Парадоксы смешения газов» УФН 118 539–543 (1976)
  20. Д.Е. Смайли, В.В. Бражкин, А. Палмер «Прямые наблюдения вязкости внешнего ядра Земли и экстраполяция измерений вязкости жидкого железа» УФН 179 91–105 (2009)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение