Skeleton expansions for directed polymers in disordered media
无序介质中定向聚合物（DPRM）的微扰展开的部分求和使得人们能够将后者表示为有效耦合常数$Δ(t)$的幂的骨架展开，其对应于DPRM的副本场理论中两个副本之间的结合状态，并且等价于量子粒子在外部$δ$ % -势中的结合状态。强耦合相的特征在于$Δ(t)$对$t$，$Δ(t)\sim \exp (p_{c}t)$的指数依赖性，其中$% p_{c} $是粒子的结合能。对于维度$d>2$，存在$Δ_{0}>Δ_{c}(d)$的强耦合相。我们明确地计算了均方位移和自由能的二阶累积量的最低阶的有效耦合的功率在$d=1$。我们认为，消除的条款$\exp (p_{c}t)$骨架展开需要一个额外的部分总和骨架系列。
2007-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Diffusion-controlled reactions with non-Markovian binding/unbinding kinetics
本文结合更新理论与基于相遇的方法，建立非马尔可夫结合/解离下的可逆扩散控制反应理论，给出传播子、浓度和通量的谱展开及长时间行为。
2023-10-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Reversible Target-Binding Kinetics of Multiple Impatient Particles
某些生化反应只能在足够数量的颗粒结合到特定的目标区域（如酶或蛋白质传感器）后才能触发。我们研究了反应时间的分布，即，第一个实例是所有独立扩散的粒子都与目标结合。当每个粒子不可逆地结合时，这相当于最慢（最后）粒子的首次通过时间。反过来，与靶标的可逆结合使问题更具挑战性，并极大地改变了反应时间的分布。我们导出了该问题的精确解，并研究了反应时间概率密度的短时和长时渐近行为。我们还分析了平均反应时间如何依赖于解结合率和粒子数。我们的精确和渐近解相比，蒙特卡罗模拟。
2022-02-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Localisation in space and time in disordered-lattice open quantum dynamics
我们研究了一个二维紧束缚晶格的激子与现场无序，耦合到一个热环境在无限的温度。无序的作用是在空间上定位激子，而环境产生的动力学使晶格的探索成为可能。虽然系统的稳态是平凡的均匀，我们观察到丰富的动力学和揭示的动态相变的时间轨迹的空间。这种过渡被确定为在由浴产生的动态中的本地化。我们探索的动态空间特征，并采用广义的逆参与比推导出遍历时标的晶格。
2014-01-28 cond-mat.stat-mech
First-passage times of multiple diffusing particles with reversible target-binding kinetics
本研究针对多个粒子可逆结合靶标的扩散控制反应，提出基于更新理论的近似方法，求解反应时间分布，并分析参数影响，为生物物理应用提供理论支持。
2022-06-09 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
On the double criticality of fluids adsorbed in disordered porous media
本文在平均场论的框架下，用两个简单的格子气模型研究了流体在非均相体系中的相变。尽管异质性的起源不同（结合能或流体配位数的空间变化），如果宿主系统足够异质，则流体可以经历两个相变。它清楚地表明，这种多态性的封闭流体的结果从连续的冷凝在不同的空间区域的主机。我们已经找到了一个两个相变发生的精确条件。从本研究中获得的洞察力可以更好地理解最近一些令人困惑的模拟结果。
2005-03-23 cond-mat.stat-mech
The pair annihilation reaction D + D --> 0 in disordered media and conformal invariance
提升和剥离模型描述了波动界面的随机模型，该波动界面将覆盖有不同大小的物质簇的衬底与稀薄气体的瓦片分离。当吸附补偿瓷砖的解吸时，获得稳态。将该模型推广到含缺陷的界面（D）。缺陷是相邻的或由簇分开。如果一个瓦片击中了附近有缺陷的集群的末端，则缺陷在集群的另一端跳跃，改变其形状。如果一个瓦片碰到两个相邻的缺陷，缺陷会湮灭并被一个小的簇所取代。在定态中没有缺陷。该模型可以被看作描述反应D + D ->0，其中粒子（缺陷）D在长距离处跳跃，改变介质并湮灭。在跳跃之间，介质也会改变（瓷砖击中集群改变它们的形状）。给出了该模型的一些性质，并将其与共形不变量子链相联系，得到了一些精确的结果。
2007-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Acceleration of enzymatic reactions due to nearby inactive binding sites
本文通过稳态流模型比较，揭示邻近非活性结合位点可通过储存释放或阻碍离开两种机制加速酶促反应，其中储存机制加速最高可达15%。
2025-01-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Experimental measurement of binding energy, selectivity and allostery using fluctuation theorems
结合反应的热力学本体测量严格依赖于质量作用定律的有效性和稀溶液的假设。然而，重要的生物系统，如变构配体受体结合，大分子拥挤，或错误折叠的分子可能不遵循这一基本规律，并需要一个特定的反应模型。在这里，我们介绍了一个波动定理配体结合和实验方法，使用单分子力谱，以确定结合能，选择性和变构的核酸，蛋白质和肽在一个模型独立的方式。这项工作将涨落定理的应用扩展到单分子折叠反应之外，桥接了小系统的热力学和化学平衡的基本定律。
2017-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
General theory of area reactivity models: rate coefficients, binding probabilities and all that
我们进一步发展的一般理论的面积反应性模型，提供了另一种描述的扩散影响的反应中的一个孤立的受体-配体对的广义Feynman-Kac方程。我们分析了不可逆和可逆反应，并推导出运动方程的生存和分离概率。此外，我们讨论了一个随时间变化的速率系数内的替代模型的概念，并获得了一些之间的关系的速率系数，生存和分离概率和反应速率。最后，我们计算的（不可逆的）率系数，结合概率，平均寿命的束缚态和讨论在这种情况下，关闭率的渐近和近似表达式。在我们的治疗过程中，我们将指出该地区和经典的接触反应模型之间的相似性和差异。所提出的分析和获得的结果提供了一个理论框架，这将有利于实验和模型预测的比较。
2014-05-13 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Reversible reactions controlled by surface diffusion on a sphere
我们研究扩散的颗粒表面上的一个球朝着一个部分反应的圆形目标部分可逆的结合动力学。我们求解了耦合的扩散-反应方程，得到了随时间变化的颗粒浓度和总扩散通量的精确表达式。在小目标极限下导出了显式的渐近公式。这项研究揭示了可逆结合动力学对扩散介导的反应的强烈影响，这可能与细胞膜上的许多生化反应有关。
2019-09-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A first-passage approach to diffusion-influenced reversible binding: insights into nanoscale signaling at the presynapse
神经元之间的突触传递是由一系列随机反应扩散事件控制的，这些事件导致钙诱导的神经递质囊泡释放。由于这些系统的实验测量是具有挑战性的，由于其纳米和亚毫秒尺度，数值模拟仍然是研究钙依赖性突触囊泡融合的主要工具，尽管耗时的计算的限制。在本文中，我们开发了一个分析解决方案，以快速探索动态随机反应扩散问题，基于首次通过时间。这是第一个分析模型，同时占相关的统计特征的钙离子扩散，缓冲，其结合/解结合反应与囊泡传感器。特别是，解绑动力学显示出对钙传感器的占用概率在毫秒级上具有重大影响，因此不能被忽略。使用蒙特卡罗模拟，我们验证了瞬时钙内流和通过电压门控钙通道的解析解。总的来说，我们提出了一个快速和严格的分析工具来研究简化的反应扩散系统，允许在分子尺度上的生物物理参数的系统探索，同时正确地占细胞内的分子相互作用的统计性质，也可以作为一个积木更一般的细胞信号模拟器。
2020-11-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Noise, delocalization, and quantum diffusion in one-dimensional tight-binding models
超弹道输运作为一种异常扩散行为，近年来在实验上得到了广泛的研究，但对它的认识还不够深入。本文研究了一维紧束缚模型中白噪声（Markov近似）对量子扩散的影响，该模型具有大小为L的周期、无序和准周期区域，它们分别附着在两个理想晶格的两端，其中波包初始位于子晶格的中心.我们发现，在某些完全局域化的系统中，诱导噪声可以使系统离域到理想的扩散相。这种可控系统可以用来研究无序和白噪声的相互作用，以及探索奇异的量子相位。
2017-03-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
A solution to the subdiffusion-efficiency paradox: Inactive states enhance reaction efficiency at subdiffusion conditions in living cells
活生物细胞中的大分子拥挤影响较大生物分子如蛋白质和酶的亚扩散。模仿这种subdiffusion在随机游走的关键渗流集群，我们在这里提出了一个案例研究的EcoRV限制性内切酶参与重要的细胞防御。我们表明，由于其迄今难以捉摸的倾向，一个非活性状态的酶避免非特异性结合，并保持良好的分布在细胞的大部分细胞质。尽管亚扩散过程的体积探索能力降低，但这种机制保证了酶的高效率。通过变化的非特异性结合常数和渗透网络上的键占据概率，我们表明，减少非特异性结合是有益的，即使在相对较小的细菌细胞有效的亚扩散酶活性。我们的研究结果证实了一个更局部的细胞调节的图片。
2012-03-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Efficient Monte Carlo methods for simulating diffusion-reaction processes in complex systems
本文简要介绍了快速随机游走算法的原理、数学基础、数值捷径和应用。这种蒙特卡罗技术允许模拟扩散粒子的单个轨迹，以研究各种概率特性（谐波测量、首次通过/退出时间分布、反应速率、搜索时间和策略等）。并求解相关的偏微分方程。FRW的自适应特性和灵活性使其特别有效地模拟多孔，多尺度，异质，无序或不规则形状的介质中的扩散过程。
2013-04-29 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Hybrid Berezinskii-Kosterlitz-Thouless and Ising topological phase transition in the generalized two-dimensional XY model using tensor networks
在张量网络表示中，将具有拓扑整数和半整数涡旋激发的广义二维XY自旋模型的配分函数映射为一维量子转移算符的张量积，其本征方程可以用变分均匀矩阵乘积态算法求解.利用纠缠熵的奇异性，我们精确地确定了该模型的完整相图。无论是整数涡旋-反涡旋结合相还是半整数涡旋-反涡旋结合相，都通过通常的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-Bronchless）相变与无序相分离，而在两个不同的涡旋结合相之间存在连续的拓扑相变，表现出比热的对数发散和自旋相关长度的指数发散.由此建立了一个新的混合BKT和Ising拓扑相变普适类。我们进一步证明了三条相变线相交于一个多临界点，从该点开始，一条去禁闭交叉线延伸到无序相。
2021-01-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
