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。

🔬 condensed matter

Measurement-induced phase transition in space

本論文は、決定論的な測定勾配を課すことにより、単一のモニタリングされたクリフォード鎖における測定誘起相転移の空間的実現を導入するものであり、これにより、もつれ相が共存する定常状態を創出し、キブル・ズurekダイナミクスを経ることなく空間スケーリングを通じて臨界指数を直接抽出することを可能にする。

Jia-Qiang Li, Liang-Jun Zhai, Shuo Liu, Shuai Yin2026-07-15
🔬 condensed matter

Pokrovsky--Talapov and Berezinskii--Kosterlitz--Thouless Phase Transitions in Bilayer Superconducting Films under an In-Plane Magnetic Field

本論文は、面内磁場下におけるジョセフソン結合された二層超伝導薄膜における有限温度相転移を調査し、当該系が絶対零度においてポクロフスキー・タラポフフ型の可逆的・非可逆的(可逆・非可逆)転移を起こすこと、および有限温度においては、活性な渦チャネルが系が可逆的なフルデ・フェレル型か非可逆的なブロッホ型超伝導状態であるかに依存する、明確に異なるベレジンスキー・コステリッツ・サウレス融解メカニズムを経ることを明らかにしている。

Yicheng Zhong, Yi Zhou2026-07-15
🧬 biology

Entropy-Driven Initiation and Cellular Uptake Mediated by Viscoelastic Cytoskeleton: A Kinetic Phase Diagram from Onsager Variational Principle

本論文は、受容体介在性エンドサイトーシスを説明するためにオンサーガーの変分原理に基づく統一的な連続体モデルを提案しており、混み合った生体分子からのエントロピー力がリガンドと受容体の接触を開始させる一方で、細胞骨格の粘弾性と結合エネルギーが、HIV-1の寸法に一致する最適なウイルスサイズを予測する速度論的相図を支配していることを示している。

Jinjie Liu, Zhong-Can Ou-Yang, Hao Wu2026-07-15
🌀 nonlinear sciences

Swarming and Opinion Dynamics

本論文は、信頼の閾値と意見に依存した引力の強さが、いかにして意見クラスターの形成とそれらの空間的組織化を支配するかを実証するために、引力・斥力の空間力学とデフファン型意見力学を結合させたモデルを提案し、最終的に完全な合意に至る定常的なスウォーム半径を導出するものである。

Rommel Tchinda Djeudjo, Dibakar Ghosh, Timoteo Carletti2026-07-15
🔬 condensed matter

Optimal preparation and reachable-state constraints in the Mpemba effect

本論文は、状態準備を最適制御問題として定式化することにより粒状流体におけるムペンバ効果を調査し、最適プロトコルはワンバン戦略(one-bang strategy)である一方で、確率的サーモスタットが到達可能状態の制約を課すことで非ガウス性を制限し、達成可能な最大効果を制限することを明らかにしている。

C. Ríos-Monje, A. Patrón-Castro, C. A. Plata, B. Sánchez-Rey, A. Prados2026-07-15
🔬 condensed matter

Random motility regulation as a generic mechanism of community formation

本論文は、局所的な歪み密度によって駆動される弱くランダムな運動性調節が、多様な細菌混合物において空間的に分離されたコミュニティ形成へと向かう相転移を誘起するのに十分な普遍的メカニズムであることを、微視的なシミュレーションおよび流体力学的記述のランダム行列理論による解析の両面から裏付けられた知見として示している。

Alberto Dinelli, Ada Altieri, Julien Tailleur2026-07-14
🔬 condensed matter

The influence of packing protocol, size ratio, and pore structure on fractal exponents in dense polydisperse packings

本研究は、高密度な多分散ディスク充填において、サイズ比がフラクタルの一貫性を制御する決定的なパラメータとして機能することを示しており、より大きな比率が有限サイズ効果を緩和し、ドロネー三角形分割は一様なフラクタル指数をもたらす一方で、定圧プロトコルは空隙に起因する構成エントロピーとランダムネスの減少により異なる指数を生み出すことを明らかにしているが、これらすべての指数は無限のサイズ比の極限において収束するように見える。

Artem A. Vladimirov, Alexander Yu. Cherny, Eugen M. Anitas, Vladimir A. Osipov2026-07-14
🔬 condensed matter

Geometric Steady-State Thermodynamics Engine under an Isothermal Operation

本論文は、定常状態の瞬時的なパラメータ依存性を利用して有限の仕事を生み出すことで、循環駆動される開放量子系が断熱極限において可逆的な等温エンジンとして機能し得ることを示しており、そのメカニズムは従来のベリー・シニツィン・ネメンマンの曲率駆動によるポンピングとは異なり、かつ独立したものである。

Ryosuke Yoshii, Hisao Hayakawa2026-07-14
🔬 condensed matter

Exact Quantum Many-Body Scars in 2D Quantum Gauge Models

本論文は、二次元Z2\mathbb{Z}_2ゲージモデルが二部グラフ上のスピン1/21/2 XYモデルと双対であることを利用することで、その中に厳密な量子多体スカーを特定しており、そこでは一連の厳密な固有状態がスカーとして機能しており、高次元系におけるこのような現象を発見するための汎用的な枠組みを提供している。

Yuan Miao, Linhao Li, Hosho Katsura, Masahito Yamazaki2026-07-14
💰 quantitative finance

Deformation of semi-circle law for the correlated time series and Phase transition

本論文は、金融時系列における時間的相関がランダム行列のウィグナーの半円則をどのように変形させるかを調査し、相関の強さがスペクトルモーメントを変化させ、べき乗則による減衰の下で有限な高次モーメントと発散する高次モーメントの間の相転移を誘発することを実証するものである。

Masato Hisakado, Takuya Kaneko2026-07-14