Brownian motors: Joint effect of non-Gaussian noise and time asymmetric forcing
以前的工作表明,时间不对称强迫一方面,以及非高斯噪声的另一方面,可以分别提高效率和电流的布朗电机。在这里,我们研究的结果,同时受到布朗电机的两种效果。我们的结果进行了比较与高斯白噪声制度的绝热极限。我们发现,虽然列入的时间不对称性参数增加了效率值到一定程度上,对于目前的情况下,这种增加是远远不如在白噪声的情况下明显。我们还提出了一个比较研究的背景下的色噪声的输运相干性。虽然在某些情况下的效率变得更高的非高斯的情况下,佩克莱数总是更高的高斯有色噪声的情况下比在白噪声以及非高斯有色噪声的情况下。
2010-10-04 cond-mat.stat-mech
Optimal FPE for non-linear 1d-SDE. I: Additive Gaussian colored noise
在物理、化学、生物、金融等领域中发生的许多复杂现象都可以通过某种投影过程归结为一个一维随机微分方程。一般来说,这个方程是非线性和非马尔可夫的,所以一般不能得到概率密度函数(PDF)的福克-普朗克方程(FPE)。然而,FPE是理想的,因为它是获得相关分析统计信息(如平稳PDF和首次通过时间)的主要工具。这个问题已经解决了许多作者在过去,但由于不正确使用的相互作用的图片(标准工具,以获得减少FPE)以前的理论结果是不正确的,直接数值模拟证实了这一点。我们将展示,在一般情况下,如何解决这个问题,我们将得出正确的最佳FPE从扰动的方法。所遵循的方法和获得的结果具有普遍的有效性,超出了这里作为例子使用的指数相关高斯驱动的简单情况;它们甚至可以应用于具有通用时间相关性的非高斯驱动。
2020-06-19 cond-mat.stat-mech
qNoise: A generator of non-Gaussian colored noise
我们介绍了一类有色(自相关)和非高斯噪声,其统计和频谱依赖于两个参数,$q$和$τ$的软件生成器。受Tsallis的非广延统计物理公式的启发,所谓的$q$分布是一个方便的自相关噪声源,适用于大范围的应用。$q$ -噪声--其趋向于平滑地从$q=1$到Ornstein--具有自相关性的Uhlenbeck噪声$τ$ --通过随机微分方程,使用Heun方法(二阶Runge-Kutta型积分方案)产生。该算法在C++中实现为独立库,并在Github存储库中作为开源提供。噪声的统计量可以方便地指定;通过改变参数$q$:它具有对$q<1$(亚高斯区域)的紧凑支持和直到$q=5/3$(超高斯区域)的有限方差。一旦$q$被固定,噪声的自相关可以借助于参数$τ$独立地调谐。所提出的qNoise生成器提供了一个容易的工具来建模各种各样的真实世界的噪声类型,并且适合于研究随机微分方程系统中的相关性和偏离正态分布的影响,这是理解许多应用中的系统动力学的关键。本文简要讨论了噪声统计特性对一类非线性系统响应的影响。在这些示例中的许多示例中,系统的响应对于某些$q\neq1$变为最优。因此,本文的目的是在类级别上介绍C++的qNoise生成器,并评估它生成的噪声类型,以及它们在一系列应用程序中的使用。
2021-11-29 cond-mat.stat-mech
Transport of Finite Size Self-Propelled Particles Confined in a 2D Zigzag Channel with Gaussian Colored Noise
研究了二维锯齿形通道中有限尺寸自推进布朗粒子在色噪声作用下的定向输运。噪声(平行于x轴和y轴的噪声)、非对称性参数Δk、颗粒半径与瓶颈半宽之比f、自推进速度v0对颗粒有共同的影响。自推进粒子的平均速度与被动粒子有显著的不同。随着自推进速度v0的增加,平均速度表现出复杂的行为
2020-03-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Decay of a metastable state activated by non-Gaussian noise: A critical review of the generalized Kramers problem
我们回顾了噪声激活的非高斯噪声存在下的亚稳态逃逸问题,并提出了各种理论方法之间的联系。我们还回应了TomáNovotn[arXiv:0807.0387]关于弱阻尼极限对我们工作的批评。我们的结果之间的差异与Novotnovel的不受控制的近似值有关。
2008-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
A Novel Exact Representation of Stationary Colored Gaussian Processes (Fractional Differential Approach)
本文提出了一种新的函数表示形式,称为广义泰勒形式,并将其应用于白噪声过程的滤波。证明了每一个高斯色噪声都可以表示为一组线性分数阶随机微分方程的输出,该方程的解是分数阶布朗运动的加权和。给出了加权系数的精确形式,并证明了加权系数与色噪声目标谱密度的分数阶矩有关。
2013-03-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Spanning avalanches in the three-dimensional Gaussian Random Field Ising Model with metastable dynamics: field dependence and geometrical properties
本文研究了具有亚稳态动力学的三维高斯随机场伊辛模型(3D-GRUNK)在T=0时的跨越雪崩.发生雪崩的场值的统计分析使得能够进行雪崩密度的有限尺寸标度(FSS)研究。此外,直接测量的几何性质的雪崩证实了早期的假设,几种跨越雪崩与两个不同的分形维数共存的临界点。最后,我们比较的相图的3D-GRID与亚稳态动力学相同的模型在平衡在T=0。
2004-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
A moment approach to non-Gaussian colored noises
本文用二阶矩方法讨论了非高斯噪声作用下的Langevin系统,给出了两种噪声产生模型。本文导出了变量$x$的有效微分方程,并利用Fokker-Planck方程计算了定态概率分布$P(x)$。用矩量法计算的$P(x)$的结果与用不同方法如通用色噪声近似(UCNA)[Jung和Hänggi,Phys.Rev.A { \bf 35},4464(1987)]和泛函积分法得到的几个表达式进行比较。结果表明,我们的$P(x)$与直接模拟(DS)的结果吻合良好。我们还讨论了具有外部输入的模型的动力学性质,用矩量法求解微分方程。
2007-06-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Persistently Non-Gaussian Metastable Liquids
本研究针对复杂液体中高斯统计行为失效的问题,通过分析热、外部或环境波动驱动的玻璃态系统动力学,揭示粒子运动受大偏差影响导致非高斯尾持续存在的普遍现象。
2025-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Variational superposed Gaussian approximation for time-dependent solutions of Langevin equations
本文提出了一种变分叠加高斯近似(VSGA)方法来求解受外加信号影响的Langevin方程的动力学解,利用变分原理确定叠加高斯分布的时变参数.我们建议VSGA混沌信号驱动的系统,传统的傅立叶方法不能采用,并计算概率密度函数(PDF)和时刻的时间演化。白高斯噪声和有色高斯噪声项都被用来描述波动。我们的计算表明,VSGA获得的时间相关的PDF与蒙特卡罗模拟得到的非常好的一致。混沌输入信号和平均响应之间的相关性也被计算为噪声强度的函数,这证实了白噪声和有色噪声的非周期随机共振的发生。
2015-04-01 cond-mat.stat-mech
Scaling behavior of a nonlinear oscillator with additive noise, white and colored
本文用解析和数值方法研究了无阻尼加性噪声的非线性机械振子问题。我们证明了振子的振幅、速度和能量随时间代数增长。对于高斯白噪声,在长时间极限下得到了能量的概率分布函数的解析表达式。在有色的情况下,Ornstein-Uhlenbeck噪声,自洽计算导致(不同的)异常扩散指数。维数分析产生的定性行为的前因子(广义扩散常数)作为相关时间的函数。
2002-12-13 cond-mat.stat-mech
Effect of time delay on the onset of synchronization of the stochastic Kuramoto model
本文研究了具有时滞相互作用的全局耦合相位振子的仓本模型,该模型受Ornstein-Uhlenbeck(高斯)色噪声或非高斯色噪声的影响。我们数值研究了噪声$τ$的有限相关时间和时间延迟$τ_{d}$对同步过程的影响之间的相互作用。全同振子和非全同振子的两种情况都考虑过了。在相同的振荡器所获得的结果是一个大的增加的同步阈值作为时间延迟的函数的有色非高斯噪声相比,有色高斯噪声的情况下,在低噪声相关时间$τ$。然而,对于大的噪声相关时间,差异显著减小。对于不同的振荡器的情况下,非相干状态可能会变得不稳定的阈值(作为时间延迟的函数)的最大值附近,即使在较低的耦合强度值的存在下的有色噪声相比,无噪声的情况下。我们详细研究了耦合强度临界值(同步阈值)对随机仓本模型给定参数的依赖关系,并给出了有色高斯和非高斯噪声可能情况下的结果。
2010-08-06 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Exponential increase of transition rates in metastable systems driven by non-Gaussian noise
非高斯噪声影响着许多复杂的非平衡系统,如量子设备、活性和生命物质以及金融市场。尽管非高斯噪声的普遍存在的性质,其对亚稳态之间的激活跃迁的影响迄今尚未被普遍理解,尽管先前的工作集中在特定的噪声类型和缩放制度。在这里,我们为一般类型的非高斯噪声提出了一个统一的框架,我们将其视为具有独立和平稳增量的任何有限强度噪声。我们的框架确定最佳逃逸路径的随机行动的最小值,这使我们能够推导出分析结果的逃逸率在弱噪声制度推广传统的阿克里先斯定律的主导缩放。我们发现,非高斯噪声总是诱导一个更有效的逃生,通过减少有效的势垒相比,高斯的情况下,具有相同的噪声强度。令人惊讶的是,对于一类广泛的振幅分布,甚至无限小强度的噪声也能引起指数级更大的逃逸率。作为根本原因,我们确定的外观不连续的最小行动路径,其中逃脱的亚稳态涉及一个有限的跳跃。我们通过计算逃逸率的前因子以及数值模拟证实了这种路径的存在。我们的研究结果突出了逃逸行为的系统受到热和非热波动,可以调整,以优化亚稳态系统中的开关行为的根本差异。
2022-08-31 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Nonlinear oscillator with parametric colored noise: some analytical results
研究了一类受乘性Ornstein-Uhlenbeck噪声作用的非线性振子的渐近行为。当动力学用能量-角度坐标表示时,可以观察到,与能量相比,角度是一个快速变量。因此,一个有效的随机动力学的能量可以推导出,如果角变量的平均。然而,标准的消除程序,执行高斯白噪声,失败时,噪声是有色的,因为噪声和快速角变量之间的相关性。我们在这里开发一个特定的平均方案,保留这些相关性。这使我们能够计算概率分布函数(P.D.F.)。并推导出系统的物理观测量在长时间内的行为。
2005-01-26 cond-mat.stat-mech
Poisson-noise induced escape from a metastable state
我们提供了一个完整的解决方案的概率分布和逃逸率的泊松噪声驱动系统的问题。它包括指数和前因子。该分析涉及势阱中的过阻尼粒子。结果适用于任意平均速率的噪声脉冲,从慢脉冲速率,其中噪声作为强非高斯的系统上的行为,高脉冲速率,其中噪声作为有效的高斯。
2010-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effect of Non-Gaussian Noise Sources in a Noise Induced Transition
在这里,我们研究了噪声诱导的过渡时,系统是由有色和非高斯噪声源驱动。我们表明-使用两者,理论近似和数值模拟-有一个转变的过渡作为噪声偏离高斯行为。此外,我们证实了重入效应发现有色高斯噪声和显示的行为的过渡线的相位图中的噪声离开高斯在大的相关时间限制。
2003-02-27 cond-mat.stat-mech nlin.PS
New aspects on Current enhancement in Brownian motors driven by non Gaussian noises
近年来对有色非高斯噪声驱动的布朗电机的研究表明,噪声分布偏离高斯特性会导致其电流和效率的提高。在这里,我们讨论了这种现象的一些新的方面集中在一些基于绝热近似的分析结果,并在长概率分布尾部的作用的分析。
2004-10-22 cond-mat.stat-mech
Finite Size Scaling analysis of the avalanches in the 3d Gaussian Random Field Ising Model with metastable dynamics
对外场驱动下的三维高斯随机场伊辛模型在T=0时的运动进行了数值研究。采用标准同步弛豫动力学来获得磁化与场磁滞回线。重点是分析磁化雪崩的数量和大小分布。根据它们是否在不同的空间方向上跨越整个晶格,它们被分类为非跨越、1d-跨越、2d-跨越或3d-跨越。此外,有限尺寸标度分析能够识别两种不同类型的非跨越雪崩(临界和超临界)和两种不同类型的三维跨越雪崩(临界和亚临界),其数量随着L的幂律增加,具有不同的指数。最后,我们给出了一个方案的雪崩行为的热力学极限。
2003-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Impact of Colored Environmental Noise on the Extinction of a Long-Lived Stochastic Population: Role of the Allee Effect
本文研究了一个具有Allee效应的长寿命、混合良好的孤立随机种群在有色环境噪声和人口噪声共同作用下的灭绝风险。环境噪声调节人口出生率和死亡率。假设Allee效应较强,环境噪声呈正相关和高斯分布,我们推导出种群大小和环境涨落联合概率分布的Fokker-Planck方程。在WKB近似中,这个方程简化为一个有效的二维哈密顿力学,其中最可能的灭绝路径和最可能的环境波动被编码在相空间中的类瞬子轨迹中。平均灭绝时间(MTE)与沿该轨迹的机械作用有关。对于短相关、长相关和相对较弱的环境噪声,我们得到了新的分析结果。MTE的种群规模依赖性从弱环境噪声的指数变化到强噪声的无依赖性,这意味着灭绝风险大大增加。该理论很容易扩展到不同的亚稳态之间的人口切换,和随机人口爆炸,由于人口和环境噪声的联合作用。
2013-03-21 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Mean-field limits for interacting diffusions with colored noise: phase transitions and spectral numerical methods
本文研究了色噪声驱动下的弱相互作用粒子系统,研究了色噪声的关联时间对平衡态分岔图的影响。我们通过使用Hermite谱方法求解相应的McKean-Vlasov方程来实现这一点,并且我们使用粒子系统的Monte Carlo模拟来验证我们的发现。我们考虑高斯和非高斯噪声过程,并为每个模型的噪声,我们还研究了系统的行为,在小相关时间制度,使用扰动理论。本文所发展的谱方法可用于求解线性和非线性、局域和非局域(平均场)Fokker-Planck方程,而不要求它们具有梯度结构。
2020-04-24 cond-mat.stat-mech cs.NA math.NA
"Fuzzy" stochastic resonance: robustness against noise tuning due to non Gaussian noises
分析了非高斯噪声驱动下系统的随机共振现象。我们考虑了白噪声和有色噪声。在后一种情况下,我们得到了一致的马尔可夫近似,使我们能够得到准解析结果的信噪比。由于系统偏离高斯行为,我们的主要发现是:响应的增强以及对噪声调谐的显著鲁棒性。这些显著的发现得到了广泛的数值模拟的支持。本文还讨论了与感觉系统实验的关系。
2001-05-20 cond-mat.stat-mech
Classical open systems with nonlinear nonlocal dissipation and state-dependent diffusion: Dynamical responses and the Jarzynski equality
研究了具有非局部系统-浴耦合的广义Caldeira-Leggett模型描述的经典开放系统的动力学响应和Jarzynski等式。在导出的非马尔可夫Langevin方程中,产生乘性色噪声的非线性非局部耗散项和状态相关扩散项满足涨落-耗散关系。谐波振荡器系统的模拟结果表明:(a)系统$< x >$对所施加的正弦力和阶跃力的平均响应显著地取决于加性噪声和乘性噪声的幅值的模型参数以及色噪声的弛豫时间,尽管稳态边缘概率分布函数与它们无关,(b)非线性耗散和乘性有色噪声的组合效应对于所施加的正弦力引起增强的波动$< [x-< x>]^2 >$,以及(c)JE对于独立于模型参数的所施加的斜坡力成立,其功分布函数为(对称)高斯和非对称非高斯分别为加性和乘性噪声。结果表明,在局部和过阻尼极限下的非马尔可夫Langevin方程与广泛采用的乘性噪声下的唯象马尔可夫Langevin方程有很大的不同.
2011-11-11 cond-mat.stat-mech
Metastable configurations on the Bethe lattice
我们提出了一个一般的分析方法来计算的亚稳组态的数量作为一个功能的能量相互作用的伊辛自旋系统的Bethe晶格。我们的方法是基于腔方法。我们将其应用到铁磁相互作用的情况下,也对二元和高斯自旋玻璃。我们的大多数结果是在副本对称anomalies,但我们说明如何复本对称性破缺可以执行。
2002-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The nonlinear dynamics of a bistable energy harvesting system with colored noise disturbances
研究了压电能量采集系统在高斯色噪声干扰下的非线性随机动力学问题。进行了参数分析,其中色噪声的标准偏差和相关时间对系统响应的影响进行了研究。数值计算结果表明,噪声对系统响应的影响很大的相关时间和标准偏差的值较高,和一个低的相关时间的值低(噪声水平独立)的影响。
2021-07-14 cond-mat.stat-mech cs.CE physics.class-ph
Gaussian Mixture Based Enhanced Sampling
化学和物理学中的许多过程发生在无法使用标准分子动力学模拟探索的时间尺度上。这使得必须使用强化抽样。在这里,我们介绍了一种增强的采样方法,该方法是基于构建一个模型的概率密度,从该模型中推导出的偏置电位。该模型依赖于这样一个事实,即在一个物理系统中,大多数访问的配置可以被分组为孤立的亚稳态岛。对于每个岛,我们关联一个适合高斯混合的分布。不同的分布与自洽计算的系数线性组合在一起。值得注意的是,从这个有偏的动力学,不同的亚稳态之间的过渡率可以直接计算。
2019-11-25 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
Escape rate from a metastable state weakly interacting with a heat bath driven by an external noise
基于一个系统-水库模型,其中水库由外部平稳,高斯噪声与任意衰减的相关函数驱动,我们研究了逃逸率从亚稳态的能量扩散制度。对于开放系统,我们在能量空间中推导出Fokker-Planck方程,并随后在能量扩散域中计算了从亚稳阱的广义非马尔可夫逃逸率。通过考虑模型立方势中的动力学,我们表明,从数值模拟得到的结果与理论预测符合得很好。数值结果还表明,从我们的模型中可以恢复众所周知的周转特征。
2006-04-06 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Generalization of escape rate from a metastable state driven by external cross-correlated noise processes
我们提出了一维外部驱动关联噪声过程从亚稳态逃逸率的推广。除了内部的非马尔可夫热涨落,外部相关噪声过程,我们认为是高斯,平稳的性质,是Ornstein-Uhlenbeck型。基于有限记忆有效噪声过程的Fokker-Planck描述,导出了在中阻尼极限到大阻尼极限下亚稳态的广义逃逸率,并研究了关联度对逃逸率的影响.理论表达式与数值模拟的比较给出了一个令人满意的协议,并表明,通过增加外部噪声相关的程度,可以提高逃逸率通过修整的有效噪声强度。
2007-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Non Gaussian Noises on the Stochastic Resonance-Like Phenomenon in Gated Traps
我们利用一个简单的一维捕获模型介绍之前,提示的问题,离子电流通过生物膜。电压敏感通道的开放或关闭取决于具有两个贡献的外部电势所取的值:确定性周期性和随机性。这里我们假设噪声源是有色的和非高斯的,具有$q$相关的概率分布(其中$q$是指示偏离高斯性的参数)。我们分析了作为$q$和噪声相关时间的函数的振荡幅度的行为。主要结果是,除了作为噪声强度的函数的类共振最大值之外,还存在作为参数$q$的函数的新的共振最大值。
2001-09-25 cond-mat.stat-mech
Investigation of dissipative particle dynamics with colored noise
研究了具有时间相关随机噪声的耗散粒子动力学(DPD)的行为。提出了一种新的DPD随机力,它由噪声与1/t成正比的随机力组成,并由所谓的袋鼠过程产生。我们强调随机系统中的时间相关噪声的好处。我们表明,该系统具有显着不同的性质,从经典的DPD,驱动的维纳噪声。当速度的概率分布函数为高斯分布时,加速度呈现双峰特征。虽然涨落耗散定理可能不严格成立,但我们证明了系统达到涨落耗散平衡的平衡态。我们相信,我们对DPD模型的探索性研究可能会刺激修改后的DPD应用到非常规的问题,超越分子建模。
2019-01-08 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Dynamics of a metastable state nonlinearly coupled to a heat bath driven by an external noise
基于系统-储层模型,系统与热池非线性耦合,热池受外部平稳高斯噪声调制,导出了具有空间相关摩擦和乘性噪声的广义Langevin方程,并构造了相应的Fokker-Planck方程,该方程适用于短关联时间,用空间相关扩散系数研究了中到大阻尼区中亚稳态的逃逸率。通过考虑模型立方势中的动力学,我们对结果进行了数值分析,与理论预测符合得很好。数值计算表明,通过适当调节外部噪声的相关时间,可以提高速率。
2006-12-11 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Critical active dynamics is captured by a colored-noise driven field theory
数值研究了运动诱导临界点附近的关联函数、涨落耗散定理(FDT)的响应和失效。我们发现了一个强烈的FDT违反在短时间和波长制度,响应函数有一个更大的振幅比波动谱。相反,在更大的时空尺度上,FDT被恢复,并且临界慢化与伊辛普适性类兼容。在这些结果的基础上,我们开发了一种新的场论描述,采用时空相关的噪声,定性地捕捉已经在高斯水平的数值结果。通过单圈重整化群分析,我们发现相关噪声并不改变临界指数相对于平衡。我们的研究结果表明,相关的噪声场是一个基本的成分,以捕捉关键的活性物质的粗粒度水平的功能。
2022-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Current and efficiency enhancement in Brownian motors driven by non Gaussian noises
我们研究了由有色非高斯噪声驱动的布朗电机,无论是在过阻尼制度和惯性的情况下,并分析如何偏离高斯行为的噪声分布可以影响其行为。我们从两个不同的角度来分析这个问题:一个主要面向可能的技术应用,另一个更受自然系统的启发。在这两种情况下,我们发现由于噪声的非高斯特性的电流和效率的增强。我们还讨论了当考虑非高斯噪声时,观察到系统的质量分离能力增强的可能性。
2004-03-19 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Strong enhancement of current, efficiency and mass separation in Brownian motors driven by non Gaussian noises
本文研究了由非高斯有色噪声源驱动的布朗马达,其概率分布依赖于$q$,其中$q$是表示偏离高斯性的参数.对于$q=1$,噪声是高斯(Ornstein-Uhlenbeck),而对于$q>1$,概率分布像幂律一样下降。在后一种情况下,我们发现一个显着的增强的电流和效率的布朗电机在过阻尼制度。我们还分析了惯性的情况下,并表明,再次为$q > 1$,棘轮的质量分离能力的显着增加。
2001-12-17 cond-mat.stat-mech nlin.PS
The transport phenomenon of inertia Brownian particles in a periodic potential with non-Gaussian noise
研究了具有非高斯噪声的周期势场中惯性布朗粒子的输运现象(运动和扩散)。研究发现,适当的噪声强度Q会促进颗粒的定向运动(或扩散),而较大的噪声强度Q则会抑制这种现象。对于较大的Q值,平均速度V(或扩散系数D)随着相关时间τ的增加而具有最大值。但对于较小的Q值,V(或D)随τ的增加而减小。在某些情况下,对于相同的Q值和相同的τ值,非高斯噪声可以诱导粒子定向运动(或扩散),但高斯色噪声不能。
2018-10-19 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Multidimensional Stationary Probability Distribution for Interacting Active Particles
我们推导出了由任意数量的自由度组成的非平衡系统的稳态概率分布,该系统受到高斯色噪声和保守势的影响。这是基于统一有色噪声近似的多维版本。通过理论与数值模拟的比较,我们证明了理论概率密度定量地描述了排斥性障碍物周围的活性粒子的积累。特别地,对于具有排斥相互作用的两个粒子,当两个粒子中的一个被钉扎时,紧密接触的概率减小。此外,在各向同性约束势的情况下,径向密度分布显示出非平凡的半径标度。最后,我们表明,该理论很好地近似的“压力”所产生的活性粒子允许导出一个非相互作用的有色噪声驱动的粒子系统的状态方程。
2015-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A random walker on a ratchet potential: Effect of a non Gaussian noise
我们分析了非高斯有色噪声对沿棘轮势运动的随机步行者模型的影响。这种模型的动机是运动蛋白,如驱动蛋白和肌球蛋白的运输特性。以前的研究都是在假设白噪声的情况下实现的。然而,对于实际情况,通常我们可以预期这些噪声是相关的和非高斯的。在其他方面中,除了随着噪声强度变化的电流的最大值之外,我们还发现了当偏离高斯行为时电流的另一个最佳值。我们显示了相关的影响,当离开高斯行为,特别是与当前的增强,并讨论其生物和技术的情况下的相关性。
2007-12-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Lévy noise drives an exponential acceleration in transition rates within metastable systems
本研究通过统一框架揭示莱维噪声对代谢稳定系统中逃逸率的指数增强作用,扩展了阿伦尼乌斯定律并提出优化策略。
2025-11-23 cond-mat.stat-mech math.DS
Modified Jarzynski Relation for non-Markovian noise
我们证明了传统的Jarzynski关系(JR)是违反了一个非马尔可夫过程的有色噪声。作为一个例子,一个完全可解的模型被认为是与一个简单的协议上执行的系统沿非平衡轨迹的外部工作。对于该模型,我们推导出一个精确的表达式耗散能量的任意相关的噪声的自相关时间$t_c$。结果,我们发现JR在$t_c$方面的修正。在高斯过程以及无限慢过程的极限情况下,保留常规JR。结果对任意色噪声都是有效的。
2008-07-23 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Kinetics of self-induced aggregation of Brownian particles: non-Markovian and non-Gaussian features
本文研究了布朗粒子的自诱导聚集模型,该模型考虑了随机噪声过程的非马尔可夫性和非高斯性。在该模型中,每个个体的时间演化由过阻尼Langevin运动方程引导,该运动方程具有由其他个体的局部不平衡分布引起的非局部漂移。我们的模拟结果表明,即使在大噪声强度下,有色鼻子也能诱导团簇形成。另一个观察是,临界噪声强度增长非常迅速的噪声相关时间的增加高斯噪声比非高斯噪声。但在长时间限制下,聚集过程中的簇数随时间呈幂律减少。从马尔可夫噪声过程切换到非马尔可夫噪声过程时,幂律中的指数显著增大。
2012-05-31 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Multiplicative cross-correlated noise induced escape rate from a metastable state
我们提出了一个分析框架来研究两个外部乘性互相关噪声过程影响下的亚稳态逃逸率。本文从具有乘性噪声过程的唯象定态Langevin描述出发,研究了由两个相互关联的高斯定态δ关联噪声过程驱动的一维非平衡开放系统的激活速率过程的Kramers理论。基于相空间中的Fokker-Planck描述,我们导出了在中到大摩擦极限下亚稳态的逃逸率,研究了关联度对逃逸率的影响。通过采用数值模拟在外部互相关的加性和乘性噪声的存在下,我们检查我们的分析形式主义的有效性恒定耗散,这表明了一个令人满意的协议,这两种方法的具体选择的噪声过程。从理论推导和数值模拟结果可以看出,通过增加外部波动的相关程度,可以提高速率。
2008-02-27 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lévy-noise versus Gaussian-noise-induced Transitions in the Ghil-Sellers Energy Balance Model
我们研究的影响,应用随机强迫的Ghil-Sellers能量平衡气候模式的形式波动的太阳辐照度。通过数值模拟,我们探讨了噪声引起的竞争温暖和雪球气候状态之间的转换。我们考虑由高斯和$α$ -稳定的Lévy - $α\in(0,2)$ -噪声定律驱动的乘性随机强迫,检查跃迁时间的统计,并估计最可能的跃迁路径。虽然高斯噪声的情况下已经仔细研究了大量的亚稳态系统的调查,更少的是已知的Lévy情况下,特别是在高维和无限维系统的情况下。在弱噪声极限下,在高斯与列维噪声情况下,每个亚稳态中的预期停留时间相对于噪声强度以根本不同的方式缩放。在前一种情况下,恢复了经典的Kramers型指数律。在后一种情况下,幂律被发现,与指数等于$-α$,在一个相关的,但不同的反应扩散方程,以及在简单的模型中获得的加性噪声的严格结果明显一致。这可以通过将Lévy噪声视为复合泊松过程来更好地理解。的过渡路径的状态空间的投影和显着的差异之间观察到两种不同类型的噪声。雪球到温暖和温暖到雪球的最可能的过渡路径在盆地边界上的单个不稳定边缘状态交叉。在Lévy噪声的情况下,两个方向上最可能的跃迁路径是完全分离的,因为跃迁显然是通过最接近的盆地边界区域发生的。通过考虑太阳辐照度的奇异摄动,可以更好地阐明这一性质。
2022-05-19 cond-mat.stat-mech physics.ao-ph physics.data-an