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

The Free-Energy Barrier of Precritical Nuclei in Hard Spheres is Consistent with Predictions

本研究は、実験的な状態点を精密にマッピングするために、新規の機械学習によるトラッキングと高次相関関数を用いることで、前臨界核の自由エネルギー障壁がコンピュータシミュレーションと一致することを実証し、それによって稀な事象のサンプリング手法を検証し、硬球系における実験とシミュレーションの間の長年の不一致を解消するものである。

Lars Kürten, Antoine Castagnède, Frank Smallenburg, C. Patrick Royall2026-07-02
🌀 nonlinear sciences

Phenomenological renormalization group in neuronal models near criticality

本研究は、現象論的繰り込み群(PRG)法が臨界点の極めて狭い近傍においてのみ一貫した結果をもたらすことを示し、かつ時間ビン分割の選択による多大な影響を軽減するためのデータ駆動型適応的ビン分割手順を導入することにより、神経細胞データにおける真の臨界性を検出するための当該手法の信頼性を検証するものである。

Kaio F. R. Nascimento, Daniel M. Castro, Gustavo G. Cambrainha, Mauro Copelli2026-07-02
⚛️ quantum physics

Measurement-and Feedback-Driven Non-Equilibrium Phase Transitions on a Quantum Processor

高忠実度の回路中測定と低遅延フィードバックを備えた超伝導量子プロセッサを用い、研究者らは、個々の量子軌跡における測定誘起エンタングルメント転移と、指向性パーコレーション普遍クラスに属する平均化された量子チャネルにおける吸収状態転移という、2つの異なる非平衡相転移の共存を実験的に実証した。

Zhiyi Wu, Xuandong Sun, Songlei Wang, Jiawei Zhang, Xiaohan Yang, Ji Chu, Jingjing Niu, Youpeng Zhong, Xiao Chen, Zhi-Ch (…)2026-07-02
🔬 condensed matter

Dissipation splits the Mott transition in one dimension

本論文は、局所的な散逸が、一次元モット転移を分裂させ、バス指数 s<3/2s < 3/2 において連続的に変化する指数を持つ新規な臨界挙動を誘起することによって、当該転移を根本的に変容させることを示しており、この知見はモンテカルロ・シミュレーションによって定量的に支持されている。

Oscar Bouverot-Dupuis, Alberto Rosso, Laura Foini2026-07-02
⚛️ lattice

Monte Carlo reconstruction of symmetry-twisted partition function ratios: the critical 3D Ising

本論文は、異なるグローバルセクター間の分配関数比を直接推定するためのモンテカルロ戦略を導入し、それを臨界3次元イジングモデルに適用することで、格子微分やバルクの引き算に依存することなく、対称性が捻じれた熱力学的カシミール差を決定し、共形場理論(CFT)のコンパクト化データを抽出するものである。

José Matos2026-07-02
⚛️ quantum physics

Work Statistics Under Quantum-Jump and Quench Dynamics in Monitored Ising Chains

本論文は、量子ジャンプおよびクエンチ力学下における監視された横磁場イジング鎖における仕事の統計を調査し、検出イベントの増加または連続的な観測が、仕事の分布を櫛状の構造からガウス分布的な挙動へと変化させる一方で、逐次的なジャンプの因果的連結性に依存して、平均仕事における明確な線形および劣線形成長の領域を明らかにすることを実証している。

Manali Malakar, Alessandro Silva2026-07-02
🔬 condensed matter

Phase distinction of Gibbs states without symmetry breaking: topological invariants of the 3D toric code

本論文は、有限温度の3次元トーリックコードにおいて、対称性の破れにもかかわらずトポロジカル・エンタングルメント・エントロピーは量子化されたままである一方で、それが準局所的なチャネルの下での頑健な混合状態不変量としては機能しないことを示し、トポロジカル相を自明な相から区別するために、新たな安定したトポロジカル不変量としてデコードされたウィルソン・ループ相関を導入する必要があることを示している。

Haruki Watanabe2026-07-02
🔬 condensed matter

Single-cell-level distributions and relationships can differentiate cell-division and growth models

本論文は、出生サイズや分裂サイズといった生理学的量の単一細胞レベルの確率分布および統計的関係を解析することで、確率的な変動、非対称な分配、および系統間の相関が存在する場合であっても、細胞分裂メカニズム(タイマー、サイザー、アダー)と成長パラダイム(線形、指数関数的)の両方を判別可能であることを、実験データによる検証を通じて示している。

Vikas, Rahul Marathe, Anjan Roy2026-07-02
🔬 condensed matter

Phase diagram of a double-occupancy cell model of a fluid with Curie-Weiss interaction

本論文は、完全グラフ上のブリュメ・カペル模型と同型であるキュリー・ワイス相互作用を持つ二重占有セル流体モデルが、局所的な反発と全体的な引力の競合によって駆動される、単一および二重の臨界点、三重点、トリクリティカル性、ならびに気液および液液共存を含む豊かな熱力学的相挙動を示すことを実証するものである。

R. V. Romanik, O. A. Dobush, M. P. Kozlovskii, I. V. Pylyuk, M. A. Shpot2026-07-02