物質の性質を温度や圧力などの巨視的な現象と、原子や分子の微視的な振る舞いを結びつけるのが統計力学です。この分野では、無数の粒子が織りなす複雑な集団行動から、熱や圧力といった日常の物理法則がどのように導き出されるかを解明します。

Gist.Science では、arXiv に投稿された統計力学関連の最新プレプリントをすべて対象に、専門家が執筆した平易な解説と詳細な技術的サマリーを提供しています。複雑な数式に囲まれた研究を、誰もが理解できる形に翻訳することで、科学の最前線を広く共有することを目指しています。

以下に、統計力学の分野から選り抜かれた最新の論文リストを掲載します。

🌀 nonlinear sciences

Dynamic Instabilities and Pattern Formation in Chemotactic Active Matter

本論文は、線形安定性解析、振幅方程式、数値シミュレーションを用いて、集団的走性(化学勾配に沿った運動)が運動誘起相分離(MIPS)に与える影響を研究し、MIPS の抑制や移動波・螺旋状パターンのような新たな動的不安定性の出現、およびそれらの安定領域と分岐特性を定量的に解明したものである。

Hongbo Zhao, Qiwei Yu, Andrej Košmrlj, Sujit S. Datta2026-03-04
⚛️ lattice

Tensor renormalization group approach to the O(2)O(2) models via symmetry-twisted partition functions

本論文では、対称性ねじれ分配関数を用いたテンソル繰り込み群法により、3 次元O(2)O(2)模型における自発的対称性の破れや 2 次元模型における BKT 転移を捉える手法を示し、さらに一般化された 2 次元O(2)O(2)模型における相転移の特定にも成功したことを報告しています。

Shinichiro Akiyama, Raghav G. Jha, Jun Maeda, Yuya Tanizaki, Judah Unmuth-Yockey2026-03-04
🔬 condensed matter

Riding the Wave: Polymers in Time-dependent Nonequilibrium Baths

この論文は、時間依存性の非平衡浴(自己推進波場)中に置かれた理想ラウズポリマーを対象に、粗視化解析と数値シミュレーションを通じて、ポリマーの長さやトポロジー(鎖状、環状、星状など)によって、波の進行方向への正味の移動(ドリフト)が生じるか、あるいは逆方向に移動するかが決まることを明らかにしたものである。

Bhavesh Valecha, Jens-Uwe Sommer, Abhinav Sharma2026-03-04
🔬 condensed matter

Emergent universal statistics in nonequilibrium systems with dynamical scale selection

この論文は、エネルギー保存則が成り立たない非平衡系において、内在的な長さスケールの選択が平均エネルギー超曲面近傍のダイナミクスを拘束し、ファラデー波の実験やシミュレーションを通じて、運動場の観測量に対する普遍的な非平衡分布が導かれることを示しています。

Vili Heinonen, Abel J. Abraham, Jonasz Słomka, Keaton J. Burns, Pedro J. Sáenz, Jörn Dunkel2026-03-03
🔬 materials science

Predicting the mechanical properties of spring networks

この論文は、任意の幾何学構造を持つ離散的なばねネットワークから、非アフィン変位を特定することで、その対応する弾性連続体モデルを直接導出する手法を提案し、シミュレーションなしで結晶性および無秩序な構造を含む広範な材料の機械的性質を正確に予測可能にしたことを報告しています。

Doron Grossman, Arezki Boudaoud2026-03-03
🔬 atomic physics

An Equation of State for Turbulence in the Gross-Pitaevskii model

この論文は、グロス・ピタエフスキーモデルにおける数値シミュレーションを通じて、渦と波が混在する乱流状態においてエネルギー流束と運動量分布振幅の間に普遍的な状態方程式(n0ε0.67n_0 \propto \varepsilon^{0.67})が成立し、非平衡定常状態においても準静的熱力学過程の概念が拡張可能であることを示しています。

Gevorg Martirosyan, Kazuya Fujimoto, Nir Navon2026-03-03
🔬 condensed matter

Asymptotics of the overlap distribution of branching Brownian motion at high temperature

本論文は、高温領域における分岐ブラウン運動のギブス測度に基づく粒子間の重なりが時間とともにゼロに収束する現象を解析し、臨界温度以下の逆温度全体において、重なりが一定値を超える確率の減衰率を、分岐ブラウン運動を条件付けた場合と条件付けない場合の両方から検討し、意外にも両者の閾値が異なることを明らかにしたものである。

Louis Chataignier, Michel Pain2026-03-03
⚛️ quantum physics

Geometrical Approach to Logical Qubit Fidelities of Neutral Atom CSS Codes

本論文は、中性原子量子コンピュータにおける放射減衰やリーク、原子損失などの誤差源を想定し、量子誤り訂正符号をZ2\mathbb{Z}_2格子ゲージ理論にマッピングする統計的手法を用いてモンテカルロシミュレーションを行い、論理量子ビットの忠実度限界や誤り率閾値を予測する幾何学的アプローチを提案しています。

J. J. Postema, S. J. J. M. F. Kokkelmans2026-03-03
⚛️ high-energy theory

Crosscap states and duality of Ising field theory in two dimensions

この論文は、2 次元イジング場理論における 2 つの異なるクロスキャップ状態を提案し、クラマス - ワンニエ双対性やボソニゼーション、共形摂動論を用いて、臨界点からのずれにおけるユニバーサルなスケーリング関数であるクライン瓶エントロピーの解析的計算とその単調性に関する予想の支持を示しています。

Yueshui Zhang, Ying-Hai Wu, Lei Wang, Hong-Hao Tu2026-03-03