李耿

学位：博士

职称：助理研究员

联系地址：北京师范大学科技楼B区602

邮政编码：100875

Email：gengli@bnu.edu.cn

教育经历

2013-2018，北京师范大学物理学系，博士，理论物理物理专业

2009-2013，江苏师范大学物理与电子工程学院，学士，物理学专业

工作经历

2020-至今，北京师范大学，系统科学学院，助理研究员

2020-2023，中国工程物理研究院研究生院，博士后

2018-2020，中国科学院理论物理研究所，博士后

研究兴趣

研究方向

主要从事统计物理学及相关理论在生物物理学、信息几何学和复杂气候系统中的交叉研究工作，具体研究兴趣点为纳米尺度小系统的统计和热力学行为，有限时间热力学过程的控制和优化，以及热力学方法在复杂气候系统中的应用。

目前以第一作者身份在国内外主流物理学期刊Phys. Rev. Lett.，Phys. Rev. E，Europhys. Lett.，Sci. China-Phys. Mech. Astron.等发表文章8 篇，参加国内外学术会议10 余次，其中作邀请报告1 次。提出的等温捷径理论方案被实验同行所采纳；预言的内禀功等式等结果被实验同行所验证；将几何方法成功应用于有限时间热力学优化，相关工作被Phys. Rev. Lett.杂志列为Editors’ Suggestion 和Trending in PRL。在中科院理论物理所和中物院研究生院工作期间，工作成果均被作为亮点工作进行新闻报道。发表论文列表详见ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5083-8130.

代表工作

⑴ Shortcuts to isothermality and nonequilibrium work relations, Phys. Rev. E 96, 012144 (2017)

在传统热力学中，人们普遍认为实现等温过程需要准静态控制方案。我们提出并设计了一套有限速率等温控制方案，可以在有限时间内实现等温平衡态之间的转变。我们把这套方案称作等温捷径。基于这套方案，我们得到了三个非平衡做功关系式，包括一个通过线性关系联系自由能和做功的内禀功等式，一个从任意态出发的类Jarzynski 等式，和一个耗散功与总驱动时间之间的反比关系。

最近，我们提出的等温捷径理论方案被实验同行所采纳，预言的内禀功等式等结果被实验同行所验证[Phys. Rev. Research 1, 033122 (2019); Appl. Phys. Lett. 116, 103706 (2020)]。此外， 我们提出的等温捷径方案被成功应用于构造热机[Phys. Rev. X 10, 031015 (2020); J. Stat. Mech. (2020) 093207]和控制生物演化[Nat. Phys. 17, 135 (2021); Phys. Rev. X 12, 021048 (2022)]。

⑵ Geometric path for the minimal energy cost in shortcuts to isothermality, Phys. Rev. Lett. 128, 230603 (2022)

评估一个平衡系统中特定控制参数对系统的影响需要保证系统在该参数调控完之后处在平衡状态。加速系统演化并保证系统参数调控完成之后达到平衡态是有限时间热力学中的重要基础问题，在药物评估、量子绝热计算等领域都有潜在的应用。等温捷径是加速演化的一种策略，可以在有限时间内驱动系统沿着瞬时平衡态轨迹演化，迅速到达目标状态。在控制演化过程中，我们通过额外能量消耗来换取更短的控制时间。如何降低能量消耗实现最优控制是一个重要的问题。我们证明了寻找能量消耗最小的优化控制方案等价于求解一个黎曼几何空间中的测地线。同时证明了该最小能量消耗平方正比于热力学空间的距离，同时反比于控制的时间。本研究为探究有限时间热力学过程的能量耗散问题提供了新的思路，对设计有限时间热力学循环等问题具有指导意义。该项成果发表于Phys. Rev. Lett.，并被杂志列为Editors’Suggestion 和Trending in PRL。

承担课题

2021.01-2021.12，国家自然科学基金理论物理专款，18万，结题，主持

社会任职

担任Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. E, Commun. Theor. Phys.等国际刊物的审稿人