From Langevin to generalized Langevin equations for the nonequilibrium Rouse model
我们调查的有效动力学和统计力的性质后,整合出非平衡自由度。为了明确,我们认为劳斯模型的构象动力学的理想聚合物链受到稳定的驱动。我们通过积分出链的其余部分来计算许多单体之一的有效动力学。其结果是一个广义朗之万动力学,我们给的记忆和噪声内核和有效的力量,我们讨论了继承的非平衡态方面。
2013-02-05 cond-mat.soft 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
Phase-space geometry of the generalized Langevin equation
广义朗之万方程被广泛用于模拟热浴对反应体系的影响。这里将从几何的观点来研究这个方程。构造了一个表示系统所有可能状态的动力学相空间,将广义Langevin方程形式上改写为一对耦合的常微分方程,并描述了相空间的基本几何结构。它将表明,相空间本身和它的几何结构取决于系统的准备关键:一个系统,被假定为已经存在永远有一个更大的相空间与一个简单的结构比系统,是在有限的时间准备。即使在很长的时间限制内,这些差异仍然存在,人们可能会认为准备的细节变得无关紧要。
2009-09-10 cond-mat.stat-mech
The generalized Langevin equation revisited: Analytical expressions for the persistence dynamics of a viscous fluid under a time dependent external force
本文对非静态广义Langevin方程及其相应的粘性流体质点位置的Fokker-Planck方程,在一个与时间有关的外力作用下,得到了封闭形式的解。对于常外力,用解析法求得了它的解.非马尔可夫随机微分方程,与色噪声下的位置的动力学,然后被施加到描述的动力学和持续时间的粒子被限制在吸收障碍。与分子动力学的比较非常令人满意。
2016-04-30 cond-mat.stat-mech
A numerical procedure for model reduction using the generalized Langevin equation formalism
Zwanzig-Mori投影形式主义广泛用于研究多自由度系统。最近,Xing和Kim利用投影形式,导出了一般随机系统不一定服从细致平衡的广义Langevin方程。在这项研究中,我们开发了一个数值程序来重建GLE的数据。两个生物网络的数值试验表明,从重建的GLE和全模型模拟的计算结果之间的显着协议。我们认为,该程序可以应用于模型降阶和非线性时间序列分析的一种新方法。
2013-04-17 cond-mat.stat-mech
Comments on the validity of the non-stationary Generalized Langevin Equation as a coarse-grained evolution equation for microscopic stochastic dynamics
我们最近表明,在热平衡之外的系统中,粗粒度可观测量的动力学由非稳态广义朗之万方程控制[J. Chem. Phys. 147,214110(2017),J. Chem. Phys. 150,174118(2019)]。我们在这两篇文章中提出的推导是基于微观自由度的动力学是确定性的假设。在这里,我们将讨论扩展到随机微观动力学。非定常广义朗之万方程也适用于随机过程的事实意味着,设计用于估计该方程的记忆核、漂移项和波动力项的方法以及设计用于数值传播该方程的方法,可以应用于采用随机恒温器或恒压器的分子动力学模拟中获得的数据。
2021-05-20 cond-mat.stat-mech
How wrong is too wrong: A numerical study on the relevance of positional memory in the generalized Langevin equation
Institut für Physik, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg(弗赖堡大学物理研究所)
通过数值分析一个简单模型,研究广义朗之万方程中忽略非线性记忆项对动力学的影响,发现这些项对正确建模至关重要。
2026-07-03 cond-mat.stat-mech
Resonant behavior of the generalized Langevin system with tempered Mittag-Leffler memory kernel
广义朗之万方程描述了反常动力学。噪声不仅是不确定性的来源,而且在帮助检测具有信息的信号方面起着积极的作用,称为随机共振(SR)。本文分析了具有乘性二分噪声和内调和Mittag-Leffler噪声的广义Langevin系统的反常共振行为。对于具有波动谐波势的系统,我们得到了输出信号的一阶矩、幅值、自相关函数以及信噪比等几个SR的精确表达式。分析了回火参数和记忆指数对真实SR和一般SR的影响,发现临界记忆指数随回火参数的增加而有规律地变化。几乎所有的理论结果都得到了数值模拟的验证。
2018-01-29 cond-mat.stat-mech
Stochastic processes with finite correlation time: modeling and application to the generalized Langevin equation
袋鼠过程(KP)具有多种形式的协方差,可以作为随机噪声的一种有用模型。我们讨论的指数,拉伸指数和代数(幂律)协方差的过程中的属性。然后,我们应用KP作为广义朗之万方程的噪声模型,并通过蒙特卡罗方法模拟解决方案。有些结果似乎是不符合要求的波动耗散定理,因为概率分布的变化时,该过程被插入到方程。我们演示了如何构建一个模型的噪声免费的困难。这种形式的KP特别适合于物理应用。
2001-01-10 cond-mat.stat-mech
The projection of a nonlocal mechanical system onto the irreversible generalized Langevin equation, II: Numerical simulations
不可逆广义朗之万方程(iGLE)包含一个非定常摩擦核,在一定的限制下,该核可化为具有空间相关摩擦的广义朗之万方程。对于更一般形式的摩擦核,iGLE先前被证明是一个力学系统与时间相关的哈密顿量的投影。[R. Hernandez,J.Chem.Phys.110,7701(1999)]在本工作中,进一步探索了相应的开放哈密顿系统。这个机械系统的数值模拟表明,所观察到的总能量的时间依赖性和溶剂力的相关性是在精确的协议与投影iGLE。
2005-01-14 cond-mat.stat-mech
Adiabatic protocol for the generalized Langevin equation
本文提出一种自洽方法,用于确定在光学镊子中被捕获布朗粒子的绝热过程中所做的功。通过定义协议位移而非改变陷阱频率,发现外部绝热驱动可唯一确定系统动力学特性,无需优化。
2026-07-29 cond-mat.stat-mech
Homogenization for Generalized Langevin Equations with Applications to Anomalous Diffusion
研究了一类系数依赖于状态的多时间尺度广义Langevin方程的均匀化问题。除了小质量的限制,我们专注于均匀化的限制,这涉及到零的惯性时间尺度,并可能,一些记忆的时间尺度和噪声相关的时间尺度。后者是有意义的限制一类GLE建模异常扩散。我们发现,在一般情况下,限制随机微分方程(SDES)的慢自由度包含非平凡的漂移校正项,并由非马尔可夫噪声过程驱动。这些结果遵循一个一般的均匀化定理陈述和证明这里。我们用粒子扩散的随机模型来说明它们。
2019-11-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Generalized Elastic Model: Fractional Langevin Description, Fluctuation Relation, and Linear Response
广义弹性模型是一个线性随机模型,它解释了自然界中许多物理系统的行为,从聚合物链到单列系统。如果外部扰动作用于单点\emph{only}(\emph{tagged probe})上,它将传播到整个系统。分数朗之万方程的框架内,我们研究了这样的扰动的影响,在施加恒定的力的情况下。我们报告的大部分结果所产生的,从我们以前的分析,在目前的工作中,我们表明,福克斯$H$ -功能形式主义提供了一个紧凑的,优雅的和有用的工具,任何观察的标度特性的研究。特别是,我们展示了如何广义久保波动关系可以表示在$H$ -功能。
2013-05-13 cond-mat.stat-mech
A hybrid approach to model reduction of Generalized Langevin Dynamics
本文提出一种基于不变流形方法和涨落-耗散定理的混合降阶方案,通过忽略惯性项和热浴变量,从广义朗之万方程推导出保持正确耗散结构的马尔可夫描述,并证明降阶路径的交换性。
2024-05-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
On the generalized Langevin equation for a Rouse bead in a nonequilibrium bath
我们提出了减少动力学的一个珠在劳斯链,这是浸没在一个浴含有驱动剂,使其失去平衡。本文首先回顾了平衡浴中中间珠粒的广义朗之万方程。接下来,我们介绍两种驱动力。首先,我们在链条的第一个珠子上施加一个恒定的力。我们研究如何广义朗之万方程的变化,由于这种扰动的系统演化到一个新的平衡态后一段时间。其次,我们考虑的情况下,随机主动力将驱动系统的非平衡状态。包括这些积极的力量的结果在一个狂热的贡献第二波动耗散关系,符合最近扩展的波动耗散关系的非平衡态。的形式的狂热长期分析高斯,指数相关的积极力量的特定情况下。我们还讨论了由此产生的丰富的动态的中间珠,其中各种制度的正常扩散,亚扩散和超扩散可以存在。
2016-10-24 cond-mat.stat-mech
Equilibration problem for the generalized Langevin equation
本文研究了动力学由广义朗之万方程给出的单振子系统的平衡问题。众所周知,如果考虑一个模型,其中单个振荡器耦合到初始处于平衡的谐振子的无限浴,则可以获得这种动力学。利用这个等价性,我们首先确定了当系统势为调和势时的平衡条件。然后,我们给出了一个例子,一个特定的浴,我们表明,即使是参数值的谐波情况下总是平衡,与任何有限数量的非线性系统不平衡的任意初始条件。我们理解这是由于非线性局域激发的形成类似于非线性晶格中的离散呼吸模式。
2007-08-24 cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin dynamics simulation with non-stationary memory kernels: How to make noise
提出了一种基于非平稳记忆核的广义Langevin方程产生随机动力学的数值方法。这种类型的动力学发生时,一个显着的时间依赖Liouvillian的微观系统是粗粒度的投影算子形式主义。我们展示了如何取代确定性的波动力的广义Langevin方程的随机过程,使可观测量的分布再现到给定顺序的时刻。因此,结合从底层微观模型的模拟数据中提取内存内核的方法,这里介绍的方法允许构建和模拟驱动过程的粗粒度模型。
2022-10-25 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Generalized equipartition for nonlinear multiplicative Langevin dynamics: application to laser-cooled atoms
维里定理和二次自由度情形下的均分定理是对平衡系统统计的方便约束。它们的违反有助于确定一个受驱动的系统离平衡有多远。本文将维里定理推广到具有非线性摩擦和乘性噪声的朗之万动力学的非平衡条件。特别地,我们推广了半经典状态下受限激光冷却原子的均分定理。由此产生的原子位置和速度的最低时刻之间的关系允许在实验中测量冷却机制的耗散程度。此外,它的破坏可以揭示从严格的谐波限制或从半经典制度的偏离。
2021-11-18 cond-mat.stat-mech
On the ergodicity breaking in well-behaved Generalized Langevin Equations
本研究针对性质良好的指数衰减耗散记忆核下广义朗之万方程的遍历性破缺现象,结合耗散稳定性概念给出动力学理论层面的自然解释,指出该破缺处于随机可实现性区域外,无法在物理系统中观测到。
2024-03-08 cond-mat.stat-mech
Brownian motion of classical spins : Anomalous dissipation and generalized Langevin equation
在这项工作中,我们分析了经典自旋与热浴相互作用的弛豫,从完全动力学的哈密顿描述。在具有反常耗散的广义朗之万方程(GLE)框架下,详细分析了一个类似的问题。导出了相应的Fokker-Planck方程,分析了平衡态几率分布的概念。在这个过程中,我们已经确定了一些困难,以获得平衡分布的非马尔可夫情况下,克服这一困难的补救措施也进行了讨论。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Dynamic fluctuation-dissipation theory for Generalized Langevin Equations: constructive constraints, stability and realizability
本研究针对广义朗之万方程系统,基于初值公式构建动态涨落耗散理论,推导局部可实现系统的耗散稳定性与随机可实现性约束,明确平衡态存在的条件及对线性响应理论的影响。
2024-03-08 cond-mat.stat-mech
Anomalous Thermodynamics in Homogenized Generalized Langevin Systems
我们研究泛函,如热量和工作,沿着一类多维广义Langevin系统的各种限制的情况下,对应于不同水平的均匀化的轨迹。这些是系统的惯性时间尺度、存储器时间尺度和噪声相关性时间尺度中的一个或多个被取为零的情况。我们发现,除非限制到特殊的情况下,不打破对称性的Onsager矩阵与快速动态,它通常是不可能表达的有效演变,这些泛函仅在轨迹的均匀化过程描述系统动态通过广泛采用的Stratonovich公约。事实上,一个反常项往往需要一个完整的描述,这意味着这些泛函的收敛需要更多的信息,而不仅仅是动力学过程的极限。我们将这种不可能性的根源追溯到面积异常,从而将对称性破缺与面积异常联系起来。这对许多可以用广义朗之万方程模拟的非平衡系统具有重要意义。我们的收敛结果在很强的路径意义上成立。
2021-02-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Response to an external field of a generalized Langevin equation with stochastic resetting of the memory kernel
本文研究在广义朗之万方程中引入截断幂律记忆核的随机重置,揭示其如何在自由粒子、谐振子势及记忆核截断三种情形下诱发随机共振,并分析重置对介电损耗的影响。
2025-04-09 cond-mat.stat-mech
Diagnostics of nonergodic extended states and many body localization proximity effect through real-space and Fock-space excitations
本文在广义Aubry-André-Harper模型中通过实空间和Fock空间表征区分了各态历经、非各态历经扩展(NEE)和多体局域化(MBL)相,发现单粒子迁移率边在NEE相中存续,而在MBL相中因邻近效应导致激发局域化,并指出NEE与MBL态可通过非局域传播子衰减区分。
2023-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin equations and fluctuation-dissipation theorem for particle-bath systems in electric and magnetic fields
考虑了当系统处于磁场或电场中时,浸入带电粒子介质中的粒子的布朗运动。从Zwanzig-Caldeira-Legget粒子浴模型出发,我们对其进行了修正,使带电布朗粒子(BP)和浴粒子都对外场产生响应。对于定常系统,导出了广义朗之万方程。一般地,随时间变化的电场不影响记忆函数、热噪声力和BP速度关联函数。在恒定磁场的情况下,两个方程具有不同的记忆功能得到的BP运动在垂直于场的平面。与以前的理论不同,随机热作用力依赖于场的大小。它的时间关联函数通过熟悉的第二涨落耗散定理与已发现的记忆函数之一相联系。
2020-09-23 cond-mat.stat-mech
Position-dependent memory kernel in generalized Langevin equations: theory and numerical estimation
广义Langevin方程的非线性力和位置相关的线性摩擦记忆内核,如通常用于描述的有效动力学的粗粒度变量的分子动力学,严格推导出的Mori-Zwanzig形式主义。一个波动耗散定理有关的噪声的内存内核的属性。推导还产生Volterra型方程的内核,它可以用于从全原子模拟的模型的数值参数化。
2022-07-06 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
Generalized Elastic Model yields Fractional Langevin Equation
从一个广义弹性模型,其中占随机运动的几个物理系统,如膜,(半)柔性聚合物和波动的界面等,我们推导出分数朗之万方程(FLE)的探针粒子在这样的系统中,在热初始条件的情况下。我们表明,这个FLE是唯一一个满足波动耗散(FD)的关系内的一个新的家庭的分数布朗运动(FBM)方程。的FLE的供体-受体的距离在蛋白质中的时间依赖性的波动,被证明是恢复。当系统从非热态启动时,导出了不满足FD关系的FLE。
2012-03-15 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Scaling limits for the generalized Langevin equation
本文研究了周期位势中广义Langevin方程(GLE)解的扩散极限。在准马尔科夫性的假设下,我们使用次矫顽磁力理论的技术获得了GLE的精确长期平衡估计。然后,我们证明渐近结果的有效扩散系数在三个限制制度:短记忆,过阻尼和欠阻尼限制。最后,我们采用最近开发的谱数值方法,以计算有效扩散系数的范围很广的(有效)摩擦系数,确认我们的渐近结果。
2020-11-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Generalized Langevin Equation Formulation for Anomalous Polymer Dynamics
为了复制异常的东西,广义Langevin方程(GLE)是一类具有亚扩散或超扩散性质的随机动力系统,近年来得到了广泛的应用。出于一个具有异常动力学的系统是否可以具有GLE公式的问题,在这里我考虑聚合物物理,其中亚扩散行为是常见的。我提供了一个确切的推导GLE幻影劳斯聚合物,andby识别聚合物对当地菌株的反应,我认为的情况下,GLE制定的自避免聚合物和聚合物易位通过一个狭窄的孔在膜。在聚合物物理学中,异常动力学对应于GLE的实例的数量似乎相当普遍。
2010-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Functional characterization of generalized Langevin equations
我们提出了一个精确的泛函形式主义来处理线性Langevin方程的任意记忆核和驱动的任何噪声结构,其特征在于通过其功能。对噪声不作任何假设,也不假设涨落耗散定理。我们发现,线性过程的特征泛函可以表示在噪声的功能和确定性(记忆)耗散动力学的格林函数。这个对象允许我们得到一个程序来计算所有的非马尔可夫过程的Kolmogorov层次。作为例子,我们的特点是通过1时间概率的噪声引起的耗散动力学和不同的噪声结构之间的相互作用。分析了导致非高斯统计和长尾分布的条件。也指出了分数阶朗之万方程中任意涨落的引入。
2004-02-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
On the "generalized Generalized Langevin Equation"
在分子动力学模拟和单分子实验中,观测量通常沿着动态轨迹测量,然后在轨迹的系综(“束”)上平均。在平稳条件下,这种平均值的时间演化由广义朗之万方程描述。相反,如果动力学不是静止的,则对于平均的可观测量而言,形成运动的运动方程的先验不清楚。我们采用的形式主义的时间依赖投影算子技术,推导出的运动方程的非平衡的磁阻平均观测以及其非平稳的自关联函数。该方程在结构上类似于广义朗之万方程,但表现出一个依赖于时间的记忆内核以及波动力,隐含地依赖于该过程的初始条件。我们还推导出这个记忆内核和自相关函数的波动力,具有类似的波动耗散关系的结构之间的关系。此外,我们展示了如何选择的投影算子允许相关的内存内核的泰勒展开的数据,可在MD模拟和实验,从而允许构建的运动方程。作为一个数值例子,该程序适用于布朗运动初始化在非平衡条件下,并显示出与直接测量模拟是一致的。
2017-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy-production fluctuation theorem for a generalized Langevin particle in crossed electric and magnetic fields
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa(墨西哥自治大学伊兹塔帕拉帕分校)
研究谐波陷阱中带电布朗粒子在交叉电场和磁场驱动下的熵产生涨落,通过精确解证明总熵产生满足细致涨落定理。
2026-06-26 cond-mat.stat-mech
Modeling Single-File Diffusion by Step Fractional Brownian Motion and Generalized Fractional Langevin Equation
单排扩散在短时间内表现为正常扩散,在长时间内表现为反常亚扩散。这些性质可以用变Hurst指数的分数布朗运动或多重分数布朗运动来描述。本文引入了一种新的随机过程Riemann-Liouville阶梯分数布朗运动,它可以看作是阶梯函数型为Hurst指数的多分数布朗运动的一种特殊情况。这样的阶跃分数布朗运动可以作为零阻尼分数朗之万方程的解而得到。然后考虑各种类型的分数朗之万方程及其推广,以确定它们的解是否提供了正确的描述的长时间和短时间行为的单列扩散。耗散记忆核是狄拉克δ函数,幂律函数,以及这两种功能的组合的情况下,进行了详细研究。除了单行扩散的短时间行为表现为正常扩散的情况下,我们还考虑了弹道运动开始的过程的可能性。
2009-05-04 cond-mat.stat-mech
A model solution of the generalized Langevin equation: Emergence and Breaking of Time-Scale Invariance in Single-Particle Dynamics of Liquids
结果表明,广义Langevin方程的解可以在简单比较粒子(原子、分子)速度自相关函数的时间尺度和相应的记忆函数的时间尺度的基础上得到。速度自相关函数的结果表达式包含对非马尔可夫参数的依赖,这使得人们可以考虑所研究的现象的记忆效应。对液态锡和液态锂的计算表明,所得到的速度自相关函数表达式与分子动力学模拟的结果符合得很好。
2017-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Generalized nonlinear Langevin equation from quantum nonlinear projection operator
本文用莫罗佐夫投影算子方法系统推导了量子广义非线性朗之万方程及海森堡绘景下的量子广义福克-普朗克方程,扩展了线性莫里-兹万齐格技术,可描述非线性相互作用和增强涨落,对临界输运研究有重要意义。
2024-09-20 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
On Generalized Langevin Dynamics and the Modelling of Global Mean Temperature
气候科学采用了一系列模型,将简化的能量平衡模型(EBM)的易处理性与全球环流模型的细节进行了交换。自Hasselmann的开创性工作以来,随机EBM已经允许处理气候波动和噪声。然而,最近有人声称,观测激励重尾的时间响应函数在全球平均温度扰动。我们的互补方法利用哈塞尔曼的EBM和物理学中的原始均值回复随机模型,1908年朗之万方程之间的对应关系。我们建议映射一个模型众所周知的统计力学,森久保广义朗之万方程(GLE)概括的Hasselmann EBM。如果存在的话,远程存储器则将GLE简化为分数朗之万方程(FLE)。我们描述了相应的EBM映射到GLE和FLE,简要讨论了他们的解决方案,并将它们与Lovejoy的新的分数能量平衡模型。
2020-12-04 cond-mat.stat-mech
Langevin equation and fractional dynamics
最近单粒子追踪和超级计算技术的快速发展导致了前所未有的大量扩散数据,这些数据表现出复杂的行为,例如msd的幂律尾部和记忆函数的存在,通常被称为“分数动力学”。受这些发展的启发,我们研究了经典和广义Langevin方程的定态解作为当代观察到的现象的模型。第一章简要介绍了广义朗之万方程的历史背景。第二章是高斯变量和过程理论的简要概述。第三章从Hamilton运动方程出发,导出了广义Langevin方程。在第四章中,我们的一系列命题和定理证明了一大类Langevin方程的解在离散时间采样时是滑动平均自回归过程,这类方程的解可以用大量的统计方法进行分析。第五章首先简要介绍了遍历理论的基本概念。然后,我们证明了一个广义版本的经典丸山定理,它描述了所有平稳高斯过程的时间平均值与有限数量的光谱原子。在最后的第六章中,我们继续研究了Langevin方程的非遍历解,这次我们引入了遍历性,突破了方程本身的随机参数化。这导致了一种特殊形式的非高斯性,它只影响过程的多维分布。本章的主要结果是描述超统计Langevin方程解的二阶结构的一系列命题。
2018-10-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A matrix form solution of the multi-dimensional generalized Langevin equation in the quadratic potential
Institute of Theoretical Physics, School of Physics and Optoelectric Engineering, Ludong University(烟台大学物理与光电工程学院理论物理研究所);Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Science(中国科学院烟台海岸带研究所)
本文提出多维广义 Langevin 方程在二次势中的矩阵形式解,通过反拉普拉斯变换提供精确求解方法,并扩展了谐振势下动力学的理解。
2025-11-15 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Correlations in a Generalized Elastic Model: Fractional Langevin Equation Approach
广义弹性模型(GEM)提供了描述自然界中多体系统(如聚合物、膜、生长界面)随机运动的演化方程。另一方面,由于与其他系统组件的空间相互作用,这些系统中的探针(\emph{tracer})粒子执行分数布朗运动。示踪剂的异常动力学可以用具有时空相关噪声的分数朗之万方程(FLE)来描述。我们证明,在GEM的描述与提供的相对FLE一致,通过显示的关联函数的随机场的FLE框架内获得同意从GEM计算出的相应的数量。此外,我们表明,福克斯$H$ -功能形式主义似乎是非常方便的描述内的FLE方法的相关特性。
2012-03-15 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Generalized Langevin Mode Analysis (GLMA) for Local Density Fluctuation of Water in an Inhomogeneous Field of a Biomolecule
基于水分子与生物分子相互作用的广义朗之万方程(GLE),提出了一种分析生物分子(如蛋白质和DNA)周围非均匀环境中水分子的涨落模式或/和光谱的思路.其思想是解决水的集体频率矩阵的特征值问题,其物理意义类似于连接谐振子情况下的Hessian矩阵。矩阵的对角化给出了生物分子周围水的密度波动的模式和频率。这种处理是Chong和Hirata在2008年对均匀环境中的水所做的处理的自然延伸,其中作者发现了四种密度波动模式;一种是声学模式,另外三种是光学模式。这是新方法的要点,如何密度波动的模式和频率由来自生物分子的场调制。该方法提供了一种用颜色区分波动模式的方法。还提出了一些可能的应用的理论方法的问题,包括医学的生命科学。
2022-07-15 cond-mat.stat-mech
The Generalized Langevin Equation: An efficient approach to non-equilibrium molecular dynamics of open systems
广义朗之万方程(GLE)是近年来提出的一种模拟经典固体和分子体系在考虑一般非平衡过程时的时间演化的方法。在这种方法中,整个系统的一部分(一个开放的系统),它与耗散环境的相互作用和交换能量,进行了研究。由于GLE是通过精确地投影出谐波环境而导出的,因此与谐波环境的耦合是现实的,而运动方程是非马尔可夫的。虽然GLE形式主义已经找到了有前途的应用,例如,在纳米摩擦学中,并且作为用于经典分子动力学模拟中的平衡的强大恒温器,求解用于实际存储器内核的GLE的有效算法是非常重要的,特别是如果存储器内核非指数地衰减的话。这是因为我们必须产生有色噪声,并以一致的方式考虑记忆效应。在这方面的贡献,我们提出了一个简单的,但有效的,算法解决GLE的实际内存内核,我们证明了它的能力,完全可解的情况下耦合到德拜浴的谐振子。
2014-03-18 cond-mat.stat-mech
Realization of the structural fluctuation of biomolecules in solution: Generalized Langevin Mode Analysis
提出了一种新的理论方法,称为广义朗之万模式分析(GLMA),分析生物分子在溶液中的结构波动模式。该方法结合了统计力学中的两种理论,即广义Langevin理论和RISM/3D-RISM理论,计算了生物分子在水溶液中的自由能面的二阶导数,即Hessian矩阵,它由生物分子中原子间的分子内相互作用和溶剂化自由能组成。应用该方法计算了丙氨酸二肽在水中的波数谱,并与光外差探测拉曼诱导光谱(RIKES)谱进行了比较。理论分析再现了实验光谱的主要特征,在实验光谱中观察到的约90 cm-1、约240 cm-1、约370 cm-1和400 cm-1附近的四个带的峰位置,尽管两个光谱中涉及的物理并不完全相同:实验光谱包括二肽和水分子与溶质相互作用的贡献,而理论光谱只涉及溶质分子,受溶剂化作用的影响。两个主要的理论和实验光谱之间的差异,一个在带强度约100 cm-1,和其他的峰位置约370 cm-1,讨论的波动模式的水分子与二肽的相互作用,这是没有考虑到明确的理论分析。
2022-05-19 cond-mat.stat-mech
Numerical Integration of the Extended Variable Generalized Langevin Equation with a Positive Prony Representable Memory Kernel
广义朗之万动力学(GLD)出现在许多系统的建模中,从表现出粘弹性力学响应的结构化流体到生物系统和表现出异常扩散现象的其他介质。分子动力学(MD)模拟,包括GLD结合外部和/或成对的力量,需要发展的数值积分器,是有效的,稳定的,并具有已知的收敛性能。在这篇文章中,我们得到了一族具有正Prony级数记忆核的广义Langevin方程(GLE)的扩展变量积分器。利用稳定性和误差分析,我们确定了一个最好的选择参数,并实现了相应的数值算法在LAMMPS MD软件包。该算法的显着特点包括在一些重要的情况下,平衡速度分布的第一和第二时刻的精确守恒,在传统的朗之万动力学的极限稳定的行为,以及使用卷积自由形式主义,避免了需要明确存储的粒子速度的时间历史。能力证明相对于在许多规范的例子中的准确性,在某些限制的稳定性,和一个示例性的应用程序,其中的谐波约束潜力的效果被映射到一个内存内核。
2013-07-24 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
NMR signals within the generalized Langevin model for fractional Brownian motion
核磁共振方法属于研究不同系统(包括生物软组织)中粒子随机运动的最先进和常用工具。在长时间的限制,目前的数学描述的实验允许适当的解释正常和异常扩散的测量。然而,只有在少数作品中才正确地考虑了较短时间的动力学,这些作品没有超出标准的无记忆朗之万描述的布朗运动(BM)。在本工作中,在分数BM模型的框架下计算了磁场梯度中自旋轴承粒子系综的衰减函数S(t),该函数以适用于任何类型的自旋的有或没有记忆的静态随机动力学的形式表示。本文用极其简单的方法求得了囚禁在谐振势中的粒子模型的解,并用于计算S(t)。在自由粒子耦合到分形热浴的限制,结果与在人类神经元组织中获得的实验相比毫不逊色。通过引入一个简单的模型的广义扩散系数的粒子的陷阱的效果证明。
2018-03-05 cond-mat.stat-mech
Fractional Brownian motion and generalized Langevin equation motion in confined geometries
基于在活细胞中观察到的生物分子的亚扩散运动,我们研究了一个非布朗粒子的随机性质,该粒子的运动受分数布朗运动或分数朗之万方程的支配,并被限制在一个有限的区域内.我们通过分析计算和模拟研究了时间平均观测量(例如,时间平均均方位移和位移相关性)受到空间限制和维数的影响。特别是,我们研究了弱遍历性的程度,打破和分散不同的单一轨迹之间的subdiffusive域中的这种受限运动。总的趋势是,从遍历性的偏差减少的运动体积的大小,并与增加的维数。我们定义了位移相关函数,发现该量对分数阶布朗运动、分数阶朗之万方程和连续时间次扩散具有明显的特征,从而为基于单粒子轨迹数据区分这些不同的过程提供了一种有效的手段.
2010-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Determining extended Markov parameterizations for vector-valued generalized Langevin Equations
针对标量过程的广义朗之万方程数据驱动马尔可夫近似算法被扩展到向量值过程,以S形粒子二维速度过程为测试平台,用10-20个辅助变量实现了对自相关数据的准确拟合。
2025-11-12 cond-mat.stat-mech
Simulation of stationary Gaussian noise with regard to the Langevin equation with memory effect
我们提出了一种有效的方法来模拟一个平稳的高斯噪声与任意协方差函数,然后数值研究的影响,时间相关的噪声的时间演化的1 + 1维广义Langevin方程的分析结果进行比较。最后,我们将我们的方法应用于具有外调和和双阱势的广义朗之万方程。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech nucl-th
Velocity modulus diffusion of self-propelled spherical and circular particles: A generalized Langevin approach
Universidad de Los Andes(安第斯大学)
本文提出了一种框架,用于描述在热流体中受约束的自推进布朗粒子的平均速度模,通过广义兰格vin方程研究了球和圆盘的动力学。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech
A numerical method for generation of quantum noise and solution of generalized c-number quantum Langevin equation
基于噪声算子的相干态表示和系综平均过程,我们最近开发了[Phys. Rev. E { \bf 65},021109(2002); { \it ibid.} 051106(2002)]的量子布朗运动的方案,以导出用于$c$ -数相空间中的{ \it true}概率分布函数的时间演化的方程。我们扩展的治疗,以开发一个数值方法产生的$c$数噪声与任意相关性和强度在任何温度下,随着相关的广义量子朗之万方程的解决方案。该方法的说明与帮助的量子平均首次通过时间在立方势的计算,以证明量子Kramers营业额和量子Arrhenius图。
2003-03-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Exact Generalized Langevin Dynamics of Pair Coordinates in Elastic Networks
Wakayama University(和歌山大学);RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research(理化学研究所生命系统动力学研究中心)
本文提出了一种精确的广义郎克维奇方程,用于描述弹性网络中两颗标记珠的相对坐标动力学,通过网络矩阵显式表达记忆核和有效恢复力,将高维网络动力学系统化地缩减为配对坐标。
2026-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Markovian effects of conformational fluctuations on the global diffusivity in Langevin equation with fluctuating diffusivity
本文用双势阱广义 Langevin 方程建模非马尔可夫构象涨落扩散率,揭示幂律记忆核会改变长时间全局扩散系数,而指数记忆核不会。
2023-04-25 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermodynamic uncertainty relation for time-delayed Langevin systems
热力学不确定性关系,建立了一个普遍的权衡之间的相对波动的任意电流和耗散,已被发现为各种马尔可夫系统。然而,这种关系还没有被揭示为非马尔可夫系统。因此,我们研究了时滞Langevin系统的热力学不确定关系。首先,我们用数值方法证明了传统的不确定性关系在某些时滞系统中不成立,这表明下界应该被细化以维持不等式的有效性。通过引入广义总耗散等于总熵产生,我们发现这类系统存在类似的不确定关系。具体地说,我们证明了在一个有限的观测时间的任意电流的波动在稳态的广义总耗散约束。这个广义量的速率总是正的,并且由系统中任意电流的平方从下到上有界。这种不确定性关系可以被认为是广义不确定性关系,对于非延迟朗之万系统,它归结为一个传统的不等式。我们验证了推导出的不确定性关系的数值,并证明其有效性的mixselator系统,周期布朗运动,和一个简单的二维模型。
2019-02-20 cond-mat.stat-mech
On data-driven parameterizations of multidimensional generalized Langevin dynamics in the presence of a quadratic potential
Johannes Gutenberg-Universität Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
提出一种数值算法,利用平稳速度自相关数据构建马尔可夫模型,避免从数据中求解记忆核的逆问题,通过构建自相关函数的 Prony 级数近似来提供参数,分子动力学数据验证了该方法有效性。
2026-07-07 cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin Equation with Hydrodynamic Backflow: Equilibrium Properties
本文综述了粘弹性介质中单个粒子在流体动力回流(包括附加质量和Basset力)作用下的动力学平衡性质。也包括作用在质点上的任意平衡力。我们讨论的热噪声关联函数,是符合涨落耗散定理的显式表达式的推导。我们依赖于一般的时间反演参数,适用于不考虑外部潜在的粒子上的作用,但也允许检索现有的结果导出的自由粒子和粒子的谐波陷阱。单粒子跟踪实验的分析和解释的一些后果进行了简要讨论。
2014-12-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech