Seeking universal principle for nonequilibrium thermodynamics based on differential geometry

基于微分几何寻求非平衡热力学普遍原理

• 批准号: 22H01141
• 负责人: 伊藤 創祐
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01141/
• 关键词: 非平衡熱力学; 情報幾何; 最適輸送; 化学反応ネットワーク; 最小エントロピー生成; 化学熱力学; 熱力学的不確定性関係; 速度限界; 定常状態熱力学; Fokker-Planck方程式; ゆらぎの熱力学; 情報幾何学; 最適輸送理論; 非平衡系

伊藤は今年度、情報幾何学と最適輸送理論の熱力学的な視点での統一を目指す研究を行い、特にFokker-Planck方程式に限定して関係を記述する論文を執筆した。これはInformation geometry誌の情報幾何50周年の特集号の招待論文として出版されるに至った。これは本研究の「幾何学的な熱力学理論の構築」における青地図ともなりうる論文と言える。また最適輸送理論を用いて、熱力学的な散逸であるエントロピー生成率を、housekeeping項、excess項、coupling項という三つの寄与に分解する定常状態熱力学の研究をFokker -Planck方程式について行い、これらの量が熱力学的なトレードオフ関係である熱力学的不確定性関係や速度限界に関係することを示す研究を行った。これはPhysical Review E誌に出版された。また、Markov系でのグラフ的な熱力学の取り扱いにより、膜輸送現象における情報熱力学的な取り扱いがPhysical Review E誌に出版された。た、化学熱力学系における情報幾何の双対性を取り扱って幾何学的に化学熱力学におけるexcessなエントロピー生成率を位置付ける研究を行い、Physical Review E誌に出版された。さらに最適輸送理論によるFokker-Planck方程式における熱力学的な定式化を、決定論的なレート方程式やマルコフジャンプシステムに拡張する研究を行い、これはPhysical Review Research誌より出版された。この結果の拡張の方向性は今後の進展に重要だと考えており、この方向性に関する研究を進めていくことを考えている。特に現在投稿中の論文はこれらの方向性を進めるような研究を複数行っている。また分担の金澤は非マルコフ点過程のマスター方程式について複数の論文を出版している他、この手法の拡張を検討している。

ITO は our と optimal transmission theory, intelligence geometry の な viewpoint of thermodynamics で の unified を refers す を line い, に activities - Planck equation に qualified し て masato account department を す る paper を penned し た. Youdaoplaceholder3 れ special issue of <s:1> Information geometry for the 50th anniversary of <s:1> hosted papers と て て published されるに to った. The study of <s:1> "The construction of the な thermodynamic theory <e:1> of geometry" by における Aoi Toku と な な うる うる in the うる paper と. を use い ま た optimum transmission theory て, thermodynamics of な dissipative で あ る エ ン ト ロ ピ ー を generation rate, paragraphs, housekeeping, excess and coupling と い う three つ の send に decomposition す る steady state thermodynamics を の research activities Line - Planck equation に つ い て い, こ れ ら の quantity が thermodynamics な ト レ ー ド オ フ masato is で あ る thermodynamics uncertainty masato is や speed limit に masato is す る こ と を す research indicated line を っ た. Youdaoplaceholder2 れ Physical Review に published された. ま た, Markov で の グ ラ フ な thermodynamic の take り Cha い に よ り, membrane transport phenomena に お け る intelligence thermodynamics な take り Cha い が Physical Review E chi に publishing さ れ た. た, department of chemical thermodynamic に お け る intelligence geometric の double sex seaborne を take り Cha っ て geometry に chemical thermodynamics に お け る excess な エ ン ト ロ ピ ー formation rate を position pay け る research を い, Physical Review E chi に publishing さ れ た. さ ら に optimum transmission theory に よ る activities - Planck equation に お け る thermodynamic な demean を, determinism な レ ー ト equation や マ ル コ フ ジ ャ ン プ シ ス テ ム に company, zhang す る Research を い, こ れ は ultimate Research he よ り publishing さ れ た. こ の results の company, zhang の は future direction の progress important だ に と exam え て お り, こ の directional に masato す を る research into め て い く こ と を exam え て い る. Therefore, に is now in the process of submission. <s:1> paper に れら れら <s:1> directional を enter めるような research を complex lines って る る. ま た share の kanazawa は non マ ル コ フ point process の マ ス タ ー equation に つ い て plural の papers published を し て い る him, こ の gimmick の company, zhang を beg し 検 て い る.

项目成果

Field theoretical solutions to non-Markovian stochastic processes

非马尔可夫随机过程的场论解

• 发表时间: 2022
• 作者: 金澤 輝代士;Didier Sornette;Kiyoshi Kanazawa
• 通讯作者: Kiyoshi Kanazawa

Housekeeping and excess entropy production for general nonlinear dynamics

• DOI: 10.1103/physrevresearch.5.013017
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: K. Yoshimura;Artemy Kolchinsky;A. Dechant;Sosuke Ito

Geometric decomposition of entropy production into excess, housekeeping, and coupling parts

将熵产生几何分解为过剩部分、内务部分和耦合部分

• DOI: 10.1103/physreve.106.024125
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Andreas Dechant;Shin-ichi Sasa;Sosuke Ito
• 通讯作者: Sosuke Ito