Stochastic energetics of a Brownian motor and refrigerator driven by non-uniform temperature
通过对朗之万惯性方程的数值模拟，研究了由位置相关温度驱动的布朗型热机和热泵（称为Büttiker-Landauer热机和热泵）的热力学.我们确定的最佳性能的热机和热泵的参数值。我们的研究结果定性地不同于基于过阻尼模型的方法。在有限时间条件下考察了热机和热泵在线性响应区的行为，发现其效率低于相同条件下工作的内可逆热机的效率。最后，我们研究了不同的电位和温度分布的作用，以提高系统的效率。我们的模拟结果表明，优化的潜力和温度分布只会导致系统性能的边际增强，由于通过布朗粒子的动能的大熵产生。
2014-06-02 cond-mat.stat-mech
Approach to asymptotically diffusive behavior for Brownian particles in periodic potentials : extracting information from transients
在周期性势场中扩散的朗之万过程具有依赖于时间的扩散常数，这意味着其平均均方位移（MSD）仅在后期变为线性。长时间或有效扩散常数可以从后期MSD的线性拟合的斜率估计。由于与电势无关的短时间微观扩散常数与有效后期扩散常数之间的交叉，MSD的线性拟合通常不会通过原点，并且将具有非零常数项。在这里，我们解决如何计算常数项，并提供明确的结果，布朗粒子在一维周期势。我们表明，常数始终是积极的，在低温下，它取决于曲率的最小的潜力。为了比较，我们也考虑同样的问题，在离散空间中的对称连续时间随机游动的更简单的问题。这里，常数可以是正的或负的，并且可以用于确定跳频时间分布的方差。
2014-05-15 cond-mat.stat-mech
Mean first-passage time of an anisotropic diffusive searcher
考虑了一个各向异性针状布朗粒子，它具有限制在$2D$区域内的双对称性。对于这个系统，平移扩散和转动扩散的耦合使得粒子位置的过程${\bf x} (t)$为非马尔可夫过程。使用缩放参数，高斯近似和数值方法，我们确定的平均第一次通过时间$\langle\mathbf{T}\rangle$的粒子的半径$a$的目标，并显示特别是$\langle\mathbf{T}\rangle \sim a^{-1/2}$为$a\to 0$，在对比的情况下得到的各向同性$2D$布朗粒子的经典对数发散。
2017-02-01 cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic Limit of Brownian Particles Interacting with Short and Long Range Forces
我们研究了一个相互作用的粒子模型系统的时间演化，运动在一个$d$维环面。微观动力学在时间上是一阶的，速度设置为等于势能项$Ψ$加上独立布朗运动的负梯度：$Ψ$是对势的和，$V(r)+γ^d J(γr)$，第二项具有Kac势的形式，具有倒数范围$γ$。利用扩散流体动力学标度（空间尺度$γ^{-1}$，时间尺度$γ^{-2}$），在极限$γ\downarrow 0$下，得到了描述宏观密度分布随时间演化的扩散型积分微分方程.
1998-09-24 cond-mat.stat-mech
Discrete-space and -time analogue of a super-diffusive fractional Brownian motion
本文提出两种构造超扩散分数布朗运动晶格与整数时间对应物的算法，数值验证其协方差和轨迹均与连续 fBm 一致，并指出次扩散 fBm 的离散化仍未解决。
2025-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
An Introduction to Non-diffusive Transport Models
扩散过程是最基本的随机输运过程。布朗运动作为扩散的代表模型，在物理、化学、生物、金融等科学领域的发展中发挥了重要作用。然而，近几十年来，非扩散输运过程与非布朗统计在许多科学领域的实验观察。例子包括人类旅行、电池内动力学、太阳表面亮点的运动、非晶半导体中载流子的传输、地下水中污染物的传播、觅食动物的搜索模式以及湍流等离子体中高能粒子的传输。这些例子表明，经典的扩散范式的假设，假设一个潜在的不相关的（马尔可夫），高斯随机过程，需要放松，以描述运输过程表现出非本地的字符，并表现出长程相关性。这篇文章的目的不是对非扩散输运进行全面的综述，而是为不熟悉该主题的读者提供介绍。对于更深入的审查，我们建议在下面的一些参考。首先，我们回顾了经典扩散模型的基础知识，然后我们提出了两种可能的推广该模型的方法：连续时间随机行走（CTRW）和分数Lévy运动（fLm）。
2015-08-08 cond-mat.stat-mech
Relaxation of the thermal Casimir force between net neutral plates containing Brownian charges
我们调查的动态热Casimir板之间的相互作用描述在一个活的导体模型，嵌入移动的阴离子和阳离子，其密度场服从随机偏微分方程，可以从Langevin方程的单个粒子。该模型描述的热卡西米尔相互作用的方式相同的波动偶极子模型描述范德华相互作用。该模型在Debye-Hückel近似下解析求解。我们确定了几个限制动力学制度的热卡西米尔相互作用的时间依赖性可以得到明确的。最值得注意的是，我们发现了一个政权与扩散缩放，即使电荷被限制在板，并没有扩散到干预空间，这使得扩散缩放难以预料，相当意外的物理基础。
2014-03-27 cond-mat.stat-mech
Brownian ratchets and pumps universally simulate many-body active dynamics
Stanford University（斯坦福大学）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文证明两种简单驱动机制——时间周期哈密顿量耦合冷浴（多体布朗泵）和静态哈密顿量耦合热冷浴（多体布朗棘轮）——能普遍模拟自旋系统中的任意局部主动动力学，并通过概率元胞自动机给出严格证明。
2026-07-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
A Non-Markovian Route to Coherence in Heterogeneous Diffusive Systems
针对经典扩散模型难以描述强异质系统中跨时间相干的问题，提出 CMGP，通过内部记忆与非互惠定向耦合实现活性粒子与次扩散伙伴的同步协调。
2025-05-16 cond-mat.stat-mech
Noise-assisted classical adiabatic pumping in a symmetric periodic potential
研究了在对称周期势场中运动的经典过阻尼布朗粒子。我们表明，净粒子流可以产生通过动态改变两个外部周期性的空间和时间的相位差的潜力。发现经典泵浦电流与摩擦无关，在低温和高温极限下均为零。低于临界温度，由于恒定的外力，绝热泵送似乎比传输更有效。
2002-04-15 cond-mat.stat-mech
Dynamics of a stochastically driven Brownian particle in one dimension
本文研究了由一对以不同速率扩散的硬核粒子组成的系统的动力学。当一个粒子（标记为F）向第二个粒子（标记为M）缓慢漂移和扩散时，我们求解了该模型的漂移扩散方程。粒子M的位移在一个依赖于速率常数的特征时间处表现出从扩散到漂移的交叉。我们发现，位置波动的M表现出一个中间交叉制度的子扩散分离初始和渐近扩散行为，这是在协议的完整的一套主方程描述的随机演化模型。中间交叉制度可以是相当大的取决于两个粒子的跳跃概率。这与已知的标记粒子从扩散行为到亚扩散行为的交叉形成对比，该标记粒子位于未绑定实线上的大型单列系统的内部。我们讨论我们的模型与膜突起的生物学现象，聚合肌动蛋白丝（F）推动细胞膜（M）。
2010-12-13 cond-mat.stat-mech
A unifying representation of path integrals for fractional Brownian motions
本研究针对三种常用定义的分数布朗运动路径积分形式差异问题，基于Riemann-Liouville分数阶积分构建统一等价表示，证明三类fBm同属一族，仅作用量的积分限存在差异。
2023-10-03 cond-mat.stat-mech
Collisions enhance self-diffusion in odd-diffusive systems
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Heinrich Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）
该研究揭示奇扩散系统中粒子碰撞可增强自扩散的反直觉现象，通过几何模型解析预测扩散系数随密度升高而增大，并在洛伦兹力下的布朗粒子系统中经多体模拟验证。
2022-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-state flashing molecular pump
在这里，我们研究的泵送装置能够保持密度梯度和跨膜的粒子通量。其驱动机制是基于在热波动存在下由随机电报过程提供动力的闪烁棘轮效应。与布朗马达不同，两个储层边界处的浓度需要作为边界条件来实现。二分闪烁的停留跃迁速率与ATP分子的结合和水解有关。对模型进行了精确求解和探索。讨论了泵的能量学，并在生物尺度内调整了相关参数值。
2009-06-17 cond-mat.stat-mech
Brownian motion of free particles on curved surfaces
本文用黎曼法坐标下的朗之万方程研究了自由质点在曲面上的布朗运动。在扩散制度，我们发现相同的物理行为所描述的扩散方程弯曲流形[J。（2010）P08006]。因此，我们使用后者，以分析研究在紧凑的几何形状，即，圆和球的整个扩散动力学。我们的研究结果得到证实，通过布朗动力学计算机模拟的基础上的启发式适应的Ermak-McCammon算法的朗之万方程沿曲线，以及在标准算法，但粒子受到外部谐波潜力，深和窄，具有“墨西哥帽”的形状，其最小值定义所需的表面。短时扩散动力学发生在切平面上。此外，在较长的时间和紧凑的几何形状，均方位移移动到饱和值只给出了表面的几何特性。
2013-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Imitating non-equilibrium steady states using time-varying equilibrium force in many-body diffusive systems
研究了一般多体扩散系统中受时变保守力驱动的非平衡定态（NESS）与受时变保守力驱动的随机泵（SP）之间的等价性。当用SP时均粒子模拟NESS的粒子密度和粒子流时，只要粒子流的电导率是粒子密度的凹函数，我们证明了NESS的熵产生率总是大于SP的熵产生率.搜索一个SP协议，饱和的熵产生界揭示了一个意想不到的连接与交通波，其中一个高密度区域传播的粒子电流的方向相反。
2019-04-26 cond-mat.stat-mech
Theory of molecular crowding in Brownian hard-sphere liquids with application to the polymer coil-globule transition
导出了液态布朗分子平均力的解析对势。我们的方法占拥挤的液体粒子的多粒子相关性，并在稠密的环境中的空间调制的局部密度的拥挤的扩散运输。专门的限制等尺寸的颗粒，我们表明，这种扩散运输导致额外的密度和结构相关的条款的相互作用潜力，和一个更强的吸引力（由一个因素~4在平均体积分数的拥挤0.25）比在标准的耗尽相互作用中的扩散效应被忽略。作为该理论的一个例证，我们用它来研究惰性拥挤溶液中聚合物链的尺寸。即使在无热背景溶剂的情况下，当一个经典的链应该是完全溶胀，我们发现一个尖锐的线圈球过渡的理想链崩溃在临界值的拥挤体积分数~0.145。
2012-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Escape time in anomalous diffusive media
研究了一维非线性扩散方程$\partial_t ρ= \partial_x[\partial_x Uρ] + D\partial^2_x ρ^ν$所控制的系统的逃逸行为，其中漂移势$U(x)$为双势阱，$D, ν$为实参数.对于接近稳态的系统，我们得到了平均首次穿越时间的解析表达式，从而得到了阿克里先乌斯定律的推广。分析预测是非常好的协议，通过集成相关的伊藤-朗之万方程进行的数值实验。对于$ν\neq 1$，与标准布朗情形相比，检测到重要的异常。这些结果进行了比较，从稳定状态的初始条件下获得的数值。
2001-02-22 cond-mat.stat-mech
Non-stationary current fluctuations in 1D boundary-driven diffusive systems via Macroscopic Fluctuation Theory
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
利用宏观涨落理论（MFT）精确推导了具有恒定扩散系数和任意迁移率的一维边界驱动扩散系统在弛豫过程中的电流方差，以及反射布朗运动（RBM）中电流的累积生成函数，展示了MFT框架对非稳态电流涨落的定量描述能力。
2026-06-26 cond-mat.stat-mech
Brownian particles on rough substrates: Relation between the intermediate subdiffusion and the asymptotic long-time diffusion
随机势中的布朗粒子在中间时刻表现出亚扩散动力学的扩展机制。渐近扩散行为通常在很长时间内建立，因此无法在实验或模拟中获得。对于能量分布为高斯分布的一维随机势的情况，我们给出了详细的实验和模拟数据的分析。结果表明，渐近长时间扩散系数可以在中间时间的行为，即最小的指数，其特征subdiffusion，因此对应于最大程度的subdiffusion。因此，仅研究中间时间的动态足以预测长时间扩散系数的数量级和从亚扩散到扩散发生交叉的时间尺度，即当建立长时间扩散制度并因此建立热平衡时。
2013-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How to generate and measure anomalous weakly non-ergodic Brownian motion in simple systems
它表明，在系统与时间相关的和/或空间不均匀的温度$T(t,x)$，（i）大多数的输运过程是弱非遍历，（ii）扩散（布朗运动，BM）是异常的。文中还详细讨论了几个易于实验实现的简单装置的例子。建议的测量也将使观察从遍历弱非遍历和从正常到异常扩散的过渡。预计会产生新的影响：（i）$T(t)$的零平均振荡加速BM（泵浦效应），（ii）温度的时间和空间变化的组合可以导致超弹道BM，（iii）$T(x)$的线性梯度导致BM的指数加速。人们可以预期在具有时间依赖度量的暴胀系统中也会有类似的效果。
2012-05-30 cond-mat.stat-mech
Scaled Brownian motion with renewal resetting
本文研究了一个间歇随机过程，其中扩散系数随时间变化的扩散运动$D(t) \sim t^{α-1}$与$α> 0$（标度布朗运动）被随机重置到其初始位置，并重新开始。\color{black}在目前的工作中，我们讨论的情况下，在复位时的扩散系数的值的存储器被擦除，使整个过程是一个完全更新的。在本系列的其他工作中考虑了坐标重置不影响扩散系数时间依赖性的情况。我们表明，在这样的过程中（擦除或保留记忆的扩散系数）的概率密度的属性是非常不同的。此外，我们还讨论了具有更新重置的标度布朗运动的首次通过性质，并考虑了搜索效率对过程参数的依赖性。
2019-05-25 cond-mat.stat-mech
Critical dynamics of ballistic and Brownian particles in a heterogeneous environment
研究了经典示踪粒子在随机、无序介质中局域化跃迁附近的动力学性质。对于服从牛顿和扩散运动的洛伦兹模型在微观尺度上，我们已经进行了大规模的计算机模拟，证明了在很长一段时间内的过渡附近的普遍性。描述从异常传输到扩散运动的交叉的标度函数被发现变化非常缓慢，并且在时间上跨越至少50年。为了提取尺度函数，必须考虑对尺度的主要普适修正。我们的研究结果表明，具有不同指数的表观幂律一般会发生，并主导实验可访问的时间窗口，只要覆盖十年的长度尺度的异质性。我们提取不同的长度尺度，量化的非高斯参数的空间异质性，并证实了我们的结果通过一个彻底的有限大小的分析。
2007-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion in Modulated Media
本文利用{ \em玩具模型}研究了布朗粒子在调制介质中的强阻尼极限运动，着重讨论了布朗粒子从局域到扩散的转变。利用模型势，我们看到了在渐近时间极限内势的极小值个数有限时的局部化行为。在无穷多个极小值的极限下，我们看到了扩散行为，并精确地计算了周期力场中的扩散系数。我们还研究了公度和非公度介质中的输运。
2007-02-05 cond-mat.stat-mech
From short-time diffusive to long-time ballistic dynamics: the unusual center-of-mass motion of quantum bright solitons
布朗运动在短时间尺度上是弹道运动，在长时间尺度上是扩散运动。我们的理论研究表明，在一个尺寸与大分子相当的超冷原子系统中，人们可以观察到完全相反的情况--一个最初的扩散运动在较长时间尺度上变成弹道运动的“高速扩散过程”。该系统是一个受三粒子损耗影响的量子物质波明孤子，我们研究了它的质心运动。我们的模拟表明，这种不寻常的质心动力学应该是可观察到的实验可访问的时间尺度。
2015-05-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Brownian motion of finite-inertia particles in a simple shear flow
通过拉格朗日描述和欧拉描述研究了层流库埃特流中布朗粒子的扩散和惯性运动，以确定粒子惯性对扩散输运的长期影响。经典的波动耗散定理被用来计算随机力相关的振幅，从而忽略了修正的顺序的分子弛豫时间的逆剪切速率。分析，非微扰，颗粒相的总压力，这是计算为二阶的斯托克斯数（颗粒惯性的无量纲措施）的评价，表明颗粒相的行为作为一个非牛顿流体。广义Smoluchowski对流扩散方程包含一个剪切相关的交叉导数项和一个附加项沿流向，二次粒子斯托克斯数。与颗粒通量相对于载体流的长时间扩散系数被发现依赖于颗粒的惯性，使得流向扩散系数随着Stokes数的增加而变负，而其中一个交叉系数总是负的。测量颗粒均方位移变化率的总扩散系数总是正的，正如一般稳定性参数所预期的那样。
2005-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Motion with Directional Reversals
具有间歇性方向反转的主动布朗运动在一类细菌如{ \it黄色粘球菌}和{ \it恶臭假单胞菌}中是常见的。我们表明，对于这样的运动在二维中，存在的两个时间尺度设置的旋转扩散常数$D_R$和反转率$γ$引起四个不同的动力学制度：（I）$t\ll \min (γ^{-1}, D_R^{-1}),$（II）$γ^{-1}\ll t\ll D_R^{-1}$，（III）$D_R^{-1} \ll t \ll γ^{-1}$，和（IV）$t\gg \max (γ^{-1}$，$D_R^{-1})$，表现出不同的行为。我们通过分析计算位置分布和持久性指数来描述这些行为。位置分布示出了从短时间的强非扩散和各向异性行为经由中间状态（II）或（III）到扩散各向同性行为的交叉。在区域（II）中，我们证明了，沿与初始取向正交的方向的位置分布是具有非平凡标度函数$f(z)=(2π^3)^{-1/2}Γ(1/4+iz)Γ(1/4-iz)$的标度变量$z\propto x_{\perp}/t$的函数。此外，通过计算精确的首次通过时间分布，我们表明，一个新的持久性指数$α=1$出现由于在这个政权的方向反转。
2021-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusive Transport in Periodic Potentials: Underdamped Dynamics
本文提出了一种系统而严格的方法来计算在周期势场中运动的布朗粒子的扩散张量，该方法适用于任意维数和所有耗散值。我们用这种方法得到一个显式公式的扩散系数在一维是有效的欠阻尼极限，我们也得到了高阶修正的Lifson-Jackson公式的扩散系数在过阻尼极限。还开发了一种计算扩散系数的数值方法，并显示出执行非常好的所有值的耗散。
2008-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Quantum diffusion in biased washboard potentials: strong friction limit
研究了在倾斜空间周期势场中运动的量子布朗粒子与恒温器强相互作用时的扩散输运性质。除了平均静止速度，我们首先通过评估有效扩散系数以及相应的Peclet数来研究扩散行为。校正由于量子效应，如量子隧穿和量子波动，被证明是大大提高扩散运输的有效性，如果只有恒温器温度驻留在一个适当的区间内的中间值。
2005-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Killing versus branching: Unexplored facets of diffusive relaxation
本文通过带杀伤的分支扩散过程分析费曼-卡克核的弛豫动力学，为条件布朗运动和吸收边界扩散过程的平衡弛豫路径描述提供新视角。
2024-03-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Controlling diffusive transport in confined geometries
我们分析了布朗粒子在具有周期性变化截面的窄通道中的扩散输运。几何约束导致熵障碍，颗粒必须克服以在传输方向上前进。的运输特性表现出独特的行为，这是在观察到的运输与纯粹的能量障碍的潜力。通过调节通道的几何参数，可以有效地调节输运和扩散性质。一个突出的例子是特定信道参数的扩散的最大化增强。通道形状的作用的理解提供了一种设计的风格化的通道，其中的质量的运输可以有效地优化的可能性。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Macroscopic fluctuation theory for the multi-time statistics of current in non-stationary diffusive systems
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
该研究扩展宏观涨落理论框架，求解非平稳扩散系统的多时间统计，揭示初始条件对电流涨落与分数布朗运动关联的影响，并通过微观动力学和数值模拟验证结果。
2026-08-13 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropic transport - A test bed for the Fick-Jacobs approximation
本文研究了布朗粒子通过不规则形状、窄约束准一维结构的偏置扩散输运。高维扩散动力学的复杂性通过所谓的Fick-Jacobs近似降低，产生有效的一维随机动力学。因此，消除源自几何限制和/或瓶颈的横向平衡自由度导致粒子在有噪声地向前移动时必须克服的熵势垒。通过与全构型空间的布朗动力学模拟结果的比较，验证了简化动力学描述的适用性和有效性。这种准一维不规则结构中的非平衡输运意味着中强偏置违反了萨瑟兰-爱因斯坦波动耗散关系。
2009-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic pump of interacting particles
我们考虑布朗粒子的过阻尼运动，通过粒子排斥相互作用，在一个随时间和空间变化的外部潜力。我们表明，周期性的潜力，保持特定的位置依赖的相位关系产生时间平均的粒子定向电流。我们得到的晶格版本的模型，使用最近开发的微扰方法的分析结果。许多有趣的功能，如粒子-空穴对称性，电流反转与密度的变化，和系统的大小依赖性的电流。我们提出了可能的实验来测试我们的预测。
2010-12-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical density functional theory for dense odd-diffusive fluids
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；Max Rubner-Institut (MRI)（马克斯·鲁布纳研究所）
本文提出了一种用于稠密奇扩散流体的动力学密度泛函理论，揭示了奇扩散在集体弛豫和密度分布中的独特效应，并通过模拟验证了其在非平衡传输中的有效性。
2026-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particle under stochastic orientational resetting
本文利用更新过程研究随机取向重置下主动布朗粒子的时空动力学，通过ISF和位移分布揭示旋转扩散与重置的耦合，并解析给出矩行为及长时有效扩散特征。
2024-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Observation of Geometric Heat Pump Effect in Periodic Driven Thermal Diffusion
该研究在宏观受驱动热扩散系统中理论建模并实验观测几何热泵效应，证实零热偏置下仍可产生非零定向热流，为非互易拓扑热器件提供基础。
2021-10-17 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Investigating the interplay between mechanisms of anomalous diffusion via fractional Brownian walks on a comb-like structure
梳状模型是几何约束下反常扩散的一种简化描述。它表示在二维空间中展开的粒子，其中仅当粒子的y坐标为零时才允许x方向上的运动。在这里，我们提出了一个扩展的梳状模型通过朗之万方程驱动的分数高斯噪声（长程相关）。通过进行计算机模拟，我们表明，在y方向上的相关性影响在x方向上的扩散行为在一个非平凡的方式，导致在一个相当丰富的扩散的情况下，其特征在于通常的，superdiffusive或subdiffusive缩放的二阶矩在x方向上。我们进一步表明，长程相关性影响粒子位置在x方向上的概率分布，使它们的尾巴更长时，在y方向上的噪声是持久的和反持久的噪声较短。因此，我们的模型相结合，并允许研究/分析异常扩散（几何约束和长程相关性）的不同机制之间的相互作用，并可能会发现直接的应用程序描述扩散在复杂系统，如活细胞。
2014-08-27 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.data-an
Brownian motion of a self-propelled particle
通过解析求解朗之万方程，研究了自推进粒子的过阻尼布朗运动。在平移和旋转扩散的顶部，在所提出的模型的上下文中，“活性”粒子沿着其内部取向轴被驱动。我们计算的前四个时刻的概率分布函数的位移作为时间的函数的球形粒子各向同性平移扩散以及各向异性椭球粒子。在这两种情况下，平移和旋转运动要么是无限制的，要么是限制在一维或二维。有限时间t处的显著非高斯行为由非零峰度表示。为了界定超扩散制度，这发生在中间的时间，两个时间尺度被确定。对于某些模型情况，可以观察到均方位移的特征t^3行为。将真实的和人造的微泳者（如细菌或催化驱动的Janus粒子）的动力学与我们的分析表达式进行比较，可以揭示它们的运动是否是布朗运动。
2010-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian yet non-Gaussian diffusion: from superstatistics to subordination of diffusing diffusivities
越来越多的生物，软，和活性物质系统被观察到表现出正常的扩散动力学的均方位移的线性增长，但与非高斯分布的增量。基于Chubinsky-Slater扩散系数的思想，本文建立并分析了具有波动扩散系数的扩散过程的极小模型框架。特别是，我们证明了等效的扩散扩散过程与超统计方法的扩散率分布，在时间短于扩散相关时间。在较长的时间内，出现了与具有有效扩散率的高斯分布的交叉。具体来说，我们建立了一个从属图片的布朗，但非高斯扩散过程，可用于广泛的一类扩散率波动统计。我们的结果被证明是在很好的协议与模拟和数值评估。
2017-03-30 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Colossal Brownian yet non-Gaussian diffusion in a periodic potential: impact of nonequilibrium noise amplitude statistics
去年在[Phys. Rev. E 102，042121（2020）]中，作者研究了非平衡噪声驱动的布朗粒子在空间周期势中的过阻尼动力学，并发现了一类新的布朗扩散，但非高斯扩散。粒子的均方位移随时间线性增长，粒子位置的概率密度为高斯分布，然而，对应的增量分布为非高斯分布。后一种性质导致扩散的巨大增强，显著超过了众所周知的巨扩散效应。在这里，我们大大扩展了上述预测，通过调查的影响，非平衡噪声振幅统计的巨大布朗，但非高斯扩散。振幅分布的尾部对扩散放大的幅度以及位置和增量统计的高斯性都有重要影响。我们的研究结果进行了深刻的后果扩散行为在非平衡设置，如活细胞中的扩散是一个中央运输机制。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unusual Brownian motion of photons in open absorbing media
最近的实验发现，强吸收介质中的局域光显示出有趣的扩散现象。在这里，我们开发了一个开放的介质中的光传播的第一性原理理论与任意的吸收强度和样品长度。我们分析表明，光子在局域开放吸收介质中表现出不寻常的布朗运动。具体地说，波输运遵循扩散方程，扩散系数表现出空间分辨率。最引人注目的是，尽管该系统是由两个参数控制-的本地化（吸收）长度的样本长度的比例-空间分辨扩散系数显示新的单参数缩放：它取决于通过返回概率的空间。我们的分析预测，这个扩散系数证实了数值模拟。在强吸收极限下，它们与实验结果符合得很好。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Wetting hysteresis induces effective unidirectional water transport through a fluctuating nanochannel
本文提出一种利用空间不对称热涨落驱动纳米通道单向水流的水泵，揭示润湿滞后机制，并比较白噪声、布朗噪声和粉红噪声对传输速率及克服渗透压能力的影响，指出其与逆卡诺循环的类比关系。
2022-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
