Master equation approach to the theory of diffusion in alloys and calculations of enhancement factors for tracer solvent and tracer solute diffusion in FCC alloys
以FCC合金的五频模型为例,采用主方程方法建立了合金扩散的自洽统计理论。昂萨格系数的微观原子间相互作用和一些统计平均的表达式。我们讨论了这些平均值的计算方法,使用平均场和对集群近似来描述空位-溶质和溶质-溶质相互作用的影响,以及最近邻和第二壳层近似来描述空位相关效应。所开发的方法用于计算增强因子,确定示踪剂的自扩散和示踪溶质扩散在稀FCC合金的浓度依赖性。对于示踪剂的自扩散,我们表明,一些显着的贡献,增强因子有关的热力学活性的空缺错过了在以前的治疗这个问题。这意味着大多数现有的五频模型参数估计实际合金应予以修订。对于示踪溶质扩散,增强因子的表达式似乎是第一次提出。所获得的结果被用来估计扩散,包括空位-溶质相互作用,在几个FCC合金,必要的实验数据是可用的重要的微观参数。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anomalous Diffusion in View of Einstein's 1905 Theory of Brownian Motion
为了建立反常扩散的广义动力学理论,重新讨论了爱因斯坦的布朗运动理论。结果表明,如果放松解析性和位移分布的二阶矩的存在性的假设,分数阶导数自然出现在扩散方程。这是第一个演示的物理起源的分数阶导数,在显着的对比,通常的唯象介绍它。此外,爱因斯坦的方法推广到非线性动力学理论推导出多孔介质型方程的护送分布的适当使用。
2004-11-25 cond-mat.stat-mech
On low temperature kinetic theory; spin diffusion, Bose Einstein condensates, anyons
本文考虑了在离绝对零度不远的温度下,通过对碰撞演化的动力学模型中的一些典型问题,这些问题说明了特定的量子行为。基于这些例子,量子和经典玻尔兹曼理论之间的一些差异,然后讨论更一般的条款。
2014-10-14 cond-mat.stat-mech
Chemical diffusion master equation: formulations of reaction--diffusion processes on the molecular level
化学扩散主方程(CDME)在分子水平上描述了反应扩散系统的概率动力学[del Razo等人,Lett.数学物理112:49,2022];它可以被认为是反应-扩散过程的主方程。CDME由一个无限有序的Fokker-Planck方程族组成,其中有序族的每一级对应于一定数量的粒子,每个粒子代表一个分子。每一层的方程描述了相应粒子组的空间扩散,它们通过反应算子--代表化学反应的线性算子--相互耦合。这些算子改变了系统中粒子的数量,从而改变了家族中不同能级之间的传输概率。在这项工作中,我们提出了三种方法来制定CDME,并显示它们之间的关系。我们进一步推导出的非平凡的组合因子中所包含的反应算子,我们阐明的关系,以原始配方的CDME,这是基于创建和湮灭运营商作用于多粒子的概率密度函数。最后,我们讨论了在其他未来前景的生化系统的多尺度模拟的应用。
2022-10-05 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Extended Einstein diffusion-mobility equation for two-dimensional Schrödinger-type quantum materials
本文给出了从分子到材料的二维薛定谔型输运系统的扩散迁移率的精确解析方程。这种薛定谔系统中的电子态密度属于二维非相对论载流子动力学。我们将高斯函数应用到载流子密度的推导中,从而推导出一般费米系统和简并费米系统的电子可压缩性和扩散迁移率。这个模型最初是从广义爱因斯坦关系发展而来的,同时考虑了多体相互作用的热力学效应。相互作用的影响包括通过不完美的费米气体熵函数。我们的扩展模型解释了在宽的温度范围内,无序系统中热力学和电子学对扩散迁移率的协同作用。使用早期的实验和理论结果,我们已经证明了我们的扩展爱因斯坦模型的有效性,不同的二维简并系统。结果验证了原来的爱因斯坦方程在一定的温度和化学势值为不同的高斯方差。除了这些组合之外,还观察到偏差。在很低的温度下,扩散迁移率仅取决于化学势,这是理想量子材料的扩展爱因斯坦方程。
2019-09-22 cond-mat.stat-mech
Shear-Transformation-Zone Theory of Glassy Diffusion, Stretched Exponentials, and the Stokes-Einstein Relation
剪切转变区(STZ)理论在解释宽峰值,频率依赖性,玻璃状粘弹性响应函数的成功是基于该理论的第一原理预测的范围广泛的内部STZ过渡率。在这里,我建议,STZ的是经常调用的动态异质性来解释斯托克斯-爱因斯坦违反和拉伸指数松弛在玻璃形成材料。我发现,要与观测的Fickian扩散附近$T_g$,STZ为基础的扩散理论必须包括级联的相关事件,但温度依赖性的斯托克斯-爱因斯坦比是由STZ引起的增强的粘度。拉伸指数松弛的密度波动出现从同一分布的STZ过渡率预测的粘弹性行为。
2011-08-22 cond-mat.stat-mech
Molecular theory of anomalous diffusion
我们提出了一个基于马尔可夫随机游走模型的主方程公式,该模型表现出子扩散,经典扩散和超扩散作为一个单一参数的函数。非经典扩散行为是通过允许步行者群体之间的相互作用而产生的。在宏观水平上,这产生了非线性福克-普朗克方程。扩散行为不仅反映在均方位移($<r^2(t)>\sim t^γ$与$0 <γ\leq 1.5$)中,而且还反映在Fokker-Planck方程的自相似标度解的存在性中。我们给出了一个物理解释的子和超扩散的扩散粒子之间的吸引力和排斥力的相互作用,我们分析讨论的极限值的指数$γ$。基于主方程的模拟结果表明,在所有三个扩散制度的非线性福克-普朗克方程的解析解是一致的。
2013-08-09 cond-mat.stat-mech
Broad class of nonlinear Langevin equations with drift and diffusion cofficients separable in time and space: Generalized n-moment, ergodicity, Einstein relation and fluctuations of the system
本文利用广义n阶矩研究漂移和扩散系数时空可分离的非线性朗之万方程,证明了系统的遍历性并导出广义爱因斯坦关系,同时表明前两个广义矩和方差可刻画系统漂移与涨落。
2023-11-24 cond-mat.stat-mech
A route to the hydrodynamic limit of a reaction-diffusion master equation using gradient structures
反应扩散主方程(RDME)是一个基于格子的空间分辨细胞过程随机模型。它通常被解释为空间连续反应扩散模型的近似,在无限大的人口限制下,可以通过反应扩散偏微分方程(RDPDE)来描述。分析和理解反应扩散动力学不同数学模型之间的关系是一个长期的研究课题。在这项工作中,我们探索了一条使用梯度结构的RDME流体动力学极限的路线。具体地,我们详细阐述了在[J. Maas,A. Mielke:使用梯度结构对具有细致平衡的化学反应系统进行建模。J. Stat. Phys.(181),2257-2303(2020)]在充分混合的反应网络的背景下,通过表明,一旦用适当的极限程序补充,它可以应用于扩散的空间扩展系统。在细致平衡的假设下,我们写出了RDME的梯度结构,并使用该方法产生了其流体动力学极限的梯度结构,即相应的RDPDE。
2022-01-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Einstein relation in superdiffusive systems
我们研究了超扩散系统中扩散与外场响应之间的爱因斯坦关系。特别地,我们研究了连续时间Levy行走,其中速度在时间τ内保持恒定,分布为P(τ)τ^{-g}。在变化的g下,扩散可以是标准的或反常的;尽管如此,如果在未扰动的系统中没有电流,爱因斯坦关系仍然成立。在有电流存在的情况下,情况会更加复杂,通常的爱因斯坦关系式就失效了。这表明爱因斯坦关系式被打破的主要因素不是反常扩散,而是平均漂移(电流)的存在。
2012-05-30 cond-mat.stat-mech
Master stability functions reveal diffusion-driven pattern formation in networks
我们研究了网络的网络中扩散驱动的模式形成,这是一类多层系统,其中不同的层具有相同的拓扑结构,但具有不同的内部动力学。代理人被假定为分散在一个层内进行随机行走,而他们可以创建或破坏层之间或层内的反应。我们证明了齐次稳态的稳定性可以用主稳定性函数方法来分析,该方法揭示了网络中的斑图形成与连续空间中的斑图形成之间的深刻相似性。这个相当复杂的模型描述了许多不同物种在一个由个体栖息地网络组成的区域中的扩散,同时受到现实的,非线性的捕食者-猎物相互作用的影响。在这个例子中,该方法揭示了复杂的空间结构的动力学依赖。所提出的方法处理这个相当复杂系统的能力突出了它作为一个有前途的工具,生态学和其他应用。
2018-02-20 cond-mat.stat-mech nlin.PS physics.soc-ph
A no-go theorem for ergodicity and an Einstein relation
我们提供了一个简单的不去定理的遍历性和广义爱因斯坦关系的反常扩散过程。该定理指出,要么在等时间和系综平均均方位移(MSD)意义上的遍历性被打破,和/或时间平均扩散率和迁移率的广义爱因斯坦关系是无效的,这与正常的扩散过程完全相反。我们还给出了一般的关系漂移和MSD的时间平均值为\textit{ergodic}(在MSD意义上)的异常扩散过程,表明这些数量的比例依赖于测量时间。Lévy walk模型用于证明不可行定理。
2013-06-09 cond-mat.stat-mech
Generalisation of the fractal Einstein law relating conduction and diffusion on networks
在20世纪80年代,分形新兴领域的一个重要目标是确定它们的物理和几何属性之间的关系。分形-爱因斯坦定律和亚历山大-奥巴赫定律是这种类型的两个关键理论,它们将电学、扩散和分形性质联系起来。在这里,我们解决了一个长期存在的争议,他们的准确性表明,一类分形树的性质违反这两个法律。一个新的公式推导出统一的两个经典的结果证明,如果一个持有,那么必须其他的,并解决了令人困惑的差异的性质的伊甸园树和扩散限制聚集。经典定律的失败是由于网络的各向异性探索的随机步行者。这种新发现的行为的发生意味着许多理论,例如最近的首次通过时间结果,被限制在比以前认为的更窄的网络范围内。
2009-03-19 cond-mat.stat-mech
Solvable reaction-diffusion processes without exclusion
对于无排斥的反应扩散过程,其中粒子可以存在于一维晶格的同一位置,我们研究了所有的可积模型,可以通过施加边界条件的非对称扩散过程的主方程。还增加了湮灭过程。得到了Bethe渐近解和精确的N粒子条件概率。
2006-01-09 cond-mat.stat-mech
Master equation for She-Leveque scaling and its classification in terms of other Markov models of developed turbulence
我们推导出马尔可夫过程相当于在均匀和各向同性湍流的She-Leveque标度。马尔可夫过程是速度增量$u(r)$在尺度$r$中的跳跃过程,其中跳跃随机发生,但在$u$中具有确定的宽度。从其主方程出发,我们建立了一个处方来模拟She-Leveque过程,并将其与Kolmogorov标度进行了比较。为了将She-Leveque过程应用到其他已建立的湍流模型中,我们从纳维-斯托克斯方程的两个性质出发,推导出$u(r)$的扩散过程。这个扩散过程已经包括Kolmogorov标度,扩展的自相似性和一类随机级联模型。这个马尔可夫过程的波动定理意味着一个“第二定律”,它对随机级联模型的乘数提出了一个宽松的限制。这个界限明确允许逆级联,这是必要的,以满足波动定理。通过增加一个跳跃过程的扩散过程,我们超越Kolmogorov标度和制定最一般的标度律的一类马尔可夫过程的扩散和跳跃部分。这个马尔可夫标度律包括She-Leveque标度律和Yakhot导出的标度律。
2017-08-11 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Quantum Kinetic Theory III: Quantum kinetic master equation for strongly condensed trapped systems
我们将量子动力学理论推广到势阱中强玻色凝聚的原子蒸气。该方法假设大部分蒸汽没有冷凝,并且充当冷凝物的热和原子的浴。凝聚体描述的粒子数守恒Bogoliubov方法的作者之一。我们导出了描述粒子数和相位涨落以及玻色-爱因斯坦凝聚体生长的方程。凝聚态的平衡态是不同粒子数和准粒子数的混合态。它不是不同粒子数的量子叠加态-然而,定态表现出非对角长程序的性质,在某种程度上,这个概念在紧密捕获的凝聚体中是有意义的。
1997-11-30 cond-mat.stat-mech
A Conservative Log-Size Master Equation for Fragmentation PBEs: Jump Transport, Drift--Diffusion Asymptotics, and PSD Inference
本文提出了一种保守的对数尺寸主方程用于碎片化PBEs,结合跳跃运输、漂移-扩散渐近性和PSD推断,通过结构保持算子表示和约束参数化实现反演建模。
2026-01-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Normal versus anomalous self-diffusion in two-dimensional fluids: Memory function approach and generalized asymptotic Einstein relation
从布朗粒子动量的广义朗之万方程出发,导出了广义渐近爱因斯坦关系。它同意在正常扩散的情况下与著名的爱因斯坦关系,但继续持有亚和超扩散扩散的布朗粒子的均方位移。利用广义渐近爱因斯坦关系对二维软磁盘流体的分子动力学模拟数据进行了分析。我们主要集中在中等密度,我们发现超扩散行为的标记流体粒子。在较高密度下,可以识别正常扩散的范围。该运动可能会改变为子扩散,甚至更高的密度。
2014-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Nonlinear Master Equation for Open Quantum Systems
导出了一个非线性主方程,它恰当地反映了开放量子系统的熵。与线性方案相比,其平衡解恰好是正则吉布斯密度矩阵。相应的非线性方程的维格纳函数帐户严格的热量子熵。在大摩擦下,它在坐标子空间中退化为Smoluchowski-Bohm方程,反映了随机Langevin-Bohm动力学。证实了先前导出的量子布朗粒子非平衡动量色散的Maxwell-Heisenberg关系以及与之相关的经典爱因斯坦布朗运动定律的量子推广。
2021-02-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Anomalous low temperature ambipolar diffusion and Einstein relation
将双极扩散系数和双极场与迁移率的正则爱因斯坦关系推广到电子-空穴相互作用等离子体的情形。本文计算了光注入硅和锗型半导体中的非简并等离子体。Debye-Huckel相关和Wigner-Seitz交换项被认为是。考虑了电子-空穴等离子体中平均电场和作用电场的差异对载流子迁移率的修正。广义关系的偏差,从经常爱因斯坦关系是明显的,在低温下,可以解释反常的双极扩散系数,最近发现的实验。
2009-12-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase diffusion of Bose-Einstein condensates in a one-dimensional optical lattice
本文研究了磁阱和一维光晶格联合势场中玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的相扩散。结果表明,在整个光晶格中凝聚态的相扩散是明显的,并且可以从光晶格关闭后膨胀的次凝聚态的干涉图样中测量。干涉图样的最大密度由于不同次凝聚体中出现的相扩散的混合而显著降低。这表明一种方法来检测实验显着的BEC相扩散。
2003-06-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Einstein relation between mobility and diffusion coefficient in an active bath
由自推进单元组成的活性浴是一种非平衡介质,其中示踪粒子的迁移率$μ$和扩散率$D$之间的爱因斯坦关系$D=μk_B T$不能被期望先验地保持。我们在这里考虑重示踪剂,这些系数可以与关联函数,我们估计。我们表明,一个很好的近似,爱因斯坦关系并不持有在一个活跃的浴时,使用不同的温度,这是机械定义的,通过施加在示踪剂上的压力。
2022-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum supremacy of the many-body fluctuations in the occupations of the excited particle states in a Bose-Einstein-condensed gas
本研究推导了BEC气体粒子占据数联合分布的特征函数公式与Hafnian主定理,提出多量子比特BEC阱原子玻色采样模型,证明其多体涨落计算为#P难,可用于展示多体相互作用系统的量子优越性。
2022-02-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
How can we derive Fourier's Law from quantum mechanics? Exact master equation analysis
在相互作用核的三个假设下,我们从精确的增益-损耗时间卷积量子主方程导出了宏观的傅里叶热传导定律。对于相互作用的二阶,我们证明了前两个假设是长时间限制的自然结果。第三个假设可以由一个家庭的相互作用组成的交换效果。纯交换模型直接导致弱耦合自旋1/2链中的能量扩散。
2007-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermal Fluctuation Statistics in a Molecular Motor Described by a Multidimensional Master Equation
对分子马达中的热涨落统计进行了理论研究。在电机中的能量传递是用一个多维离散主方程与最近邻跳跃。在这个理论中,能量转移导致不同自由度的热涨落之间的统计相关性。在很长一段时间内,能量传递是一个具有恒定漂移和扩散的多元扩散过程。波动和漂移在强耦合极限中对齐,使得能够沿耦合坐标进行一维描述。我们推导出正式的概率分布的表达式,并模拟单轨迹的系统在近和远的平衡限制强耦合和弱耦合。我们的研究结果表明,跳跃统计提供了一个机会,以区分不同的操作制度。
2013-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantum Diffusion with Drift and the Einstein Relation II
这篇论文是“量子扩散与漂移和爱因斯坦关系I”(联合提交给arXiv)的同伴。它的目的是描述和证明在“漂移的量子扩散和爱因斯坦关系I”中使用的某些技术结果,但没有在那里得到证明。这两篇论文都关注耦合到热库阵列的受驱动量子粒子的运动的长时间特性(扩散、漂移)。本文的主要技术成果是适用于小驱动的渐近微扰理论$(1)$和粒子观测量的时间相关关联函数的构造$(2)$。
2013-06-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
From Diffusion to Anomalous Diffusion: A Century after Einstein's Brownian Motion
爱因斯坦对布朗运动的解释为现代研究随机过程的方法奠定了基础。他的方法是基于一个随机游走的图片,是有效的马尔可夫过程缺乏长期记忆。这种过程的粗粒化行为由扩散方程描述。然而,许多自然过程不具有马尔可夫性质,表现为反常扩散。我们认为在这里的情况下,subdiffusive过程,这是半马尔可夫和对应于连续时间的随机游动中的等待时间的步骤是由概率分布与发散的平均值。这样的过程可以被认为是一个过程服从正常的扩散下的操作时间取决于这种病态的等待时间分布。我们推导出两种不同但等价的动力学方程,它们可以简化为分数扩散方程或等待时间服从幂律分布的Fokker-Planck方程。对于不是纯幂律的等待时间分布,动力学方程的一种或另一种形式是有利的,这取决于过程在时间过程中是减慢还是加速。
2004-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Diffusion in a Time-dependent External Field
本文在文献[1,2]中引入的一个广义双时间主方程的基础上,考虑了含时(一般为非均匀)外场中的扩散问题。我们考虑准福克-普朗克近似的情况下,扩散的概率转移函数(PTD函数)不具有在坐标空间中的长尾,可以扩展为瞬时位移的函数。PTD中长尾的更复杂的情况将单独讨论。我们还讨论了扩散的基础上的流体动力学和动力学方程,并显示的唯象方法的有效性。引入一种新的“碰撞”积分来描述质点系中的扩散过程,该系统可以从运动状态过渡到静止状态(具有一定的等待时间分布)。适当的动力学方程在外场中的解决方案也证实了广义主方程的唯象方法。
2010-04-08 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Dynamics of the Chemical Master Equation, a strip of chains of equations in d-dimensional space
我们研究了多链版本的化学主方程,当长链内不同状态之间存在跃迁时,以及(几个)不同链之间的跃迁。在离散形式下,这种模型可以描述不同类型之间具有跳跃的连通扩散过程。我们应用Hamilton-Jacobi方程来解决模型的某些方面。我们得到了分布的最大值和分布的方差的动力学的{(在无限粒子数的极限下)}精确结果。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Diffusion of a particle in the Gaussian random energy landscape: Einstein relation and analytical properties of average velocity and diffusivity as functions of driving force
我们证明,爱因斯坦关系的随机能量景观与高斯态密度的粒子的扩散是一个独特的一维属性,并不持有在更高的维度。我们还考虑了弱驱动力极限下粒子速度和扩散率的分析性质,并建立了这些性质与随机能量景观的维数和空间相关性之间的联系。
2020-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fluid reactive anomalous transport with random waiting time depending on the preceding jump length
异常(或非菲克)扩散在流体反应输运中被广泛发现,基于菲克扩散的传统平流扩散反应方程已被证明不足以预测流中反应颗粒的异常输运。为了揭示对流、扩散和反应之间的复杂耦合效应以及流体反应性反常输运的能量依赖特征,本文分析了线性流中等待时间依赖于前一跳长的反常扩散下的$A\rightarrow B$反应,并在Fourier-Laplace空间中推导了连续时间随机游动方案中A和B粒子分布的主方程.作为例子,应用导出的主方程,得到了跳跃长度为高斯分布和Lévy飞行且等待时间的概率密度函数与前一个跳跃长度成二次关系的广义平流扩散反应方程.
2018-04-29 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Diffusion coefficient of a Brownian particle in equilibrium and nonequilibrium: Einstein model and beyond
小颗粒的扩散在自然界中的许多过程中都无处不在。因此,它被广泛研究和运用在几乎所有的科学分支。它构成了这样一个广泛的,往往是相当复杂的主题的探索,我们选择在这里缩小我们的调查的情况下,扩散系数的布朗粒子,可以建模的框架内的朗之万动力学。我们的主要重点将集中在不同的物理系统的几个基本模型的扩散系数的温度依赖性。从爱因斯坦理论所支持的平衡扩散开始,我们考虑了一些远离自由布朗运动的物理情况,并以测量时间周期性驱动的布朗粒子在周期势中随机居住的非平衡扩散结束。对于后者的情况下,扩散系数表现出一个有趣的非单调依赖于温度。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Revisiting the derivation of the fractional diffusion equation
分数阶扩散方程是从连续时间随机游动(CTRW)的主方程通过直接应用Gnedenko-Kolmogorov极限定理导出的。分数阶扩散方程的柯西问题在各种重要和一般的情况下得到了解决。讨论了CTRW适当扩散极限的意义。
2002-10-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Diffusion coefficients preserving long-time correlations: Consequences on the Einstein relation and on entanglement in a bosonic Bogoliubov system
该研究解析推导了保持长时关联的耦合谐振子扩散系数,验证了低温下带频率依赖有效摩擦的爱因斯坦关系,还发现玻色Bogoliubov系统中强耦合减缓纠缠猝死、初始可分态可产生纠缠。
2024-10-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Variable-order fractional master equation and clustering of particles: non-uniform lysosome distribution
在本文中,我们制定了空间依赖的变阶分数主方程模型集群的粒子,细胞器,活细胞内。我们发现它的解决方案,在长时间限制描述非均匀分布,由于空间依赖的分数指数。在连续空间极限下,该分数阶主方程的解与空间相关的变阶分数阶扩散方程的解完全相同。此外,我们发现,群集的溶酶体,哺乳动物细胞的健康功能的一个重要的细胞器,表现出空间依赖性的分数指数。此外,我们证明了溶酶体在活细胞中的非均匀分布是准确地描述了空间依赖的变阶分数主方程的渐近解。最后,分数阶主方程的Monte Carlo模拟验证了我们的解析解。
2021-01-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Accurate discretization of advection-diffusion equations
我们提出了一个精确的数学变换,它转换成一种形式,允许简单和直接的空间离散化在所有维度的对流扩散方程的广泛的类,从而准确和更有效的数值算法的建设。这些离散形式也可以被视为主方程,它提供了一个替代的介观解释对流扩散过程中的扩散空间变化的跳跃率。
2004-12-13 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.geo-ph
Coarse graining of master equations with fast and slow states
我们提出了一个通用的方法,简化主方程,从描述中消除快速演变的状态。我们强加的物理配方是抑制这些状态,并对所有幸存状态的速率进行重整化。在某些情况下,这种抽取过程可以解析地进行,并且与其他分析方法一致,例如在双阱势中的随机行走问题中。我们讨论了我们的方法的应用程序的非平凡的例子:扩散在晶格缺陷和模型的酶反应外的稳态制度。
2008-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Quantum Diffusion with Drift and the Einstein Relation I
研究了在恒定外力驱动下,量子粒子在简单立方晶格上跳跃的动力学。它被耦合到一个相同的,独立的热库阵列组成的自由,无质量的玻色场,一个在每个网站的晶格。当粒子访问晶格的位置x时,它可以发射或吸收x处的库的场量子。在假设粒子和储层之间的耦合和驱动力足够小的情况下,我们建立了以下结果:粒子状态随时间的遍历平均接近非平衡稳态(NESS),描述了粒子的非零平均漂移。它围绕平均漂移的运动是扩散的,扩散常数和漂移速度通过爱因斯坦关系相互关联。
2013-06-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A Master equation approach to modeling an artificial protein motor
线性生物分子马达通过协调几个不同的过程(例如燃料(ATP)捕获、水解、构象变化、从轨道结合和解结合以及质心扩散)沿轨道单向移动。更好地理解这些过程之间的相互依赖性,这些过程发生在广泛的不同时间尺度上,将有助于阐明分子马达的一般操作原理。人工分子马达为这样的研究提供了一个独特的机会,因为马达的结构和功能是先验已知的。在这里,我们描述了使用主方程的方法,结合从Langevin和分子动力学建模输入,随机模型的分子马达在许多时间尺度。我们将这种方法应用于一个特定的概念,人工蛋白质马达,风滚草。
2010-04-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC