非平衡统计物理

课程编码：180081070201P3010H 英文名称：Nonequilibrium Statistical Physics 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：周海军等

本课程为物理学一级学科及其相关专业研究生的专业课。介绍非平衡态热力学与统计物理的基本概念、方法和一些有关课题，主要内容包括：不可逆过程热力学，线性响应理论，统计力学基础及稀薄气体中的输运过程, 远离平衡态的突变现象, 耗散结构的随机理论等。通过本课程的学习，使学生对非平衡统计物理的基本知识有深入地了解。

热力学、统计物理

第一章 统计力学的一些基本概念 4学时 周海军
第1节 等概率假设与微正则系综
第2节 玻耳兹曼分布与正则系综
第3节 巨正则系综与化学势
第4节 相变
第5节 数值模拟动力学过程
第6节 模拟退火过程与基态
第7节 Bethe-Peierls平均场思想
第二章 力学可逆性与热力学第二定律 6学时 周海军
第1节 哈密尔顿系统与系综理论
第2节 玻耳兹曼分布及其扰动
第3节 约化概率密度
第4节 熵产生与非平衡涨落定理
第三章 玻耳兹曼方程和非平衡态统计力学基础 8学时 周海军
第1节 玻耳兹曼方程
第2节 稀薄气体的流体力学方程
第3节 H定理
第4节 BBGKY方程系列
第5节 由BBGKY系列导出玻耳兹曼方程
第6节 不可逆的本质
第四章 远离平衡态的突变现象
10学时 史华林
第1节 反应-扩散方程
第2节 线性稳定性分析
第3节 Lyapounov稳定性理论
第4节 热力学稳定性分析
第5节 Schloegl模型
第6节 布鲁塞尔子
第7节 Lotka﹣Volterra模型
第8节 Bénard不稳定性
第五章 随机理论：主方程 12学时 史华林
第1节 非平衡系统中的涨落
第2节 Markov过程
第3节 Master方程
第4节 Fokker-Planck方程
第5节 生灭型主方程
第6节 母函数方法
第7节 非Poisson分布
第8节 临界涨落
第9节 外部噪声的影响

周海军，1995年毕业于南开大学物理系，2000年获中科院理论物理研究所博士学位，2001年获德国洪堡基金会奖学金，在德国马普胶体与界面研究所从事合作研究。过去的主要工作及成果：在生物聚合物领域，研究了DNA，RNA在外力场作用下的统计物理性质及结构相变，并提出了一个DNA弹性模型，在国际上取得了一些影响；研究了蜘蛛丝纤维的结构组织原理并提出了一个层次聚合物模型，该模型已引起国际一些实验同行的注意和兴趣。在仿生网络领域，研究了网络拓扑结构对网络上的动力学过程的影响，发现了指数小于二分之五的标度不变网络的一些重要性质；提出了一种给网络划分社区结构的方法。在自旋玻璃领域，对有限连通自旋玻璃系统的低温性质进行了理论探讨并提出了新的一个长程阻错序参量。目前从事的研究领域：生物聚合物；仿生网络；自旋玻璃的统计物理，统计物理在交叉学科中的应用。

史华林，1992年毕业于国防科大应用物理系，1995年获中国原子能研究院原子核物理硕士学位，1998年在中科院理论物理研究所获理学博士学位后，赴美国特拉华大学巴托研究所作博士后研究工作，2000年底到中科院理论物理研究所工作。主要工作及成果：先后从事相对论核多体，凝聚态及统计物理的研究，最近几年主要从事稀薄原子气的玻色－爱因斯坦凝聚和He3－He4混合物量子小液滴等方面的研究，这些研究已经取得了国际该领域专家的认可，论文被多次引用。研究领域：原子气玻色－爱因斯坦凝聚及相关问题以及生物系统中的物理问题。

覃绍京,1995年在中科院理论物理研究所获理学博士学位后，赴意大利国际理论物理中心作博士后研究工作，1997年10月到中科院理论物理研究所从事科研工作，现任研究员。主要工作及成果：前几年曾对一维强关联系统做过一系列工作，发展并利用数值重整化群研究强关联系统计算分数量子霍尔效应量子固液转变，研究过C60的一些特性。研究领域：强关联模型的数值计算与分析，以突破高温超导碳 C60超导理论中解析分析的困难。