Relations de symétrie entre coefficients de transport linéaires qui tiennent dans le régime de réponse linéaire proche de l'équilibre lorsque la dynamique microscopique respecte la symétrie de renversement du temps.

Principe

La réversibilité microscopique implique que les coefficients croisés couplant différents flux et forces thermodynamiques sont égaux lorsque les variables sont appariées selon leur parité de renversement temporel, réduisant le nombre de paramètres de transport indépendants.

Démonstration

Dans le transport couplé de chaleur et de charge, le coefficient reliant un gradient de température à un courant électrique est égal au coefficient reliant un champ électrique à un flux de chaleur, lorsqu'ils sont mesurés en conditions préservant la symétrie pertinente.

Mauvaise application

Appliquer les relations de réciprocité hors du régime d'équilibre, à la réponse non linéaire, ou lorsque la symétrie de renversement du temps est brisée (par exemple par un champ magnétique statique) conduit à des égalités invalides entre coefficients.

Conséquence

Lorsqu'elles sont valides, ces relations contraignent et réduisent le nombre de coefficients de transport linéaires indépendants, permettant des vérifications de cohérence entre mesures de transport et simplifiant les descriptions phénoménologiques.

Inversion

Dans des milieux sans invariance par renversement temporel ou dans des régimes fortement forcés, la symétrie réciproque disparaît et des composantes antisymétriques ou des coefficients supplémentaires indépendants apparaissent.

Limite

Valide dans le régime de réponse linéaire (proche de l'équilibre) pour des flux et forces moyennés macroscopiquement et sous invariance microscopique par renversement du temps ; non applicable aux dynamiques fortement non linéaires, loin de l'équilibre, ou en présence de champs brisant la symétrie ou de matériaux non réciproques.

Tension sémantique

Distincte des relations fluctuation‑réponse qui relient l'amplitude des réponses aux fluctuations d'équilibre ; la réciprocité d'Onsager concerne des égalités entre différents coefficients de transport plutôt que des amplitudes de fluctuation.

Synthèse

Un ensemble de contraintes de symétrie qui affirment que, près de l'équilibre et sous symétrie microscopique de renversement du temps, la matrice linéaire des coefficients de transport est symétrique pour des variables appariées, contraignant les phénomènes de transport couplés.