Crossover from ballistic to diffusive thermal transport in quantum Langevin dynamics study of a harmonic chain connected to self-consistent reservoirs
通过一个精确的分析,使用量子朗之万动力学,我们证明了从弹道到扩散的热传输在一个谐波链与每个站点连接到欧姆热库的交叉。在边界处的两个热浴的温度是从之前指定的,而内部热库的温度是通过要求在稳定状态下,平均而言,在任何这样的(自洽的)库与谐波链之间没有热流来自洽地确定的。我们研究的本质是,有效的平均自由程分离的弹道制度的运输从扩散一个自然出现。
2008-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Exactly solvable deterministic lattice model of crossover between ballistic and diffusive transport
我们讨论了一个简单的确定性的局部相互作用的带电粒子的格子气,我们表现出共存的弹道和扩散输运。这两个,弹道和扩散的传输系数,特别是德鲁德重量和扩散常数,分别分析计算特定的广义吉布斯状态的集合,并可能独立消失的热力学参数的适当值。此外,我们的分析,明确建设的时间自同构的矩阵表示在一个合适的基础上的局部观测量的代数,允许精确计算的动态结构因子和封闭形式的解决方案的非均匀淬火问题。
2018-08-22 cond-mat.stat-mech
Crossover between ballistic and diffusive transport: The Quantum Exclusion Process
研究了在相干隧穿和随机马尔可夫噪声同时作用下一维自由费米子系统的演化。我们确定了一类噪声项,其中出现了一个层次的解耦方程的关联函数。在非相干的特殊情况下,最近邻跳跃的两点函数的方程明确解决。格林函数的颗粒密度得到解析和时间尺度确定的交叉从弹道扩散行为发生。结果可以解释为两种类型的传导通道之间的竞争,其中扩散在大的时间尺度上占主导地位。
2011-04-20 cond-mat.stat-mech
Reaction-Diffusion-Branching Models of Stock Price Fluctuations
股票交易的几个模型[P.Bak et al,Physica A { \bf 246},430(1997)]被分析为与一维、两物种反应扩散分支过程类似。使用启发式和缩放参数,我们表明,短期市场价格变化是次扩散的赫斯特指数$H=1/4$。偏向于市场价格的扩散和盲目复制导致了在很长一段时间内与经验观察到的随机游走行为($H=1/2$)的交叉。计算的交叉形式和扩散常数与模拟数据吻合良好。
1998-11-09 cond-mat.stat-mech q-fin.TR
Crossover between different universality classes: Scaling for thermal transport in one dimension
对于一维系统中的热输运问题,近年来的研究表明,在不同的系统参数条件下,采用不同的理论模型和数值模拟,可能导致标度指数的普适性类别不同。为了更好地理解普适性类,本文对两个具有截然不同的声子色散的原型一维振荡器系统在不同系统参数下进行了直接动力学模拟,发现不同普适性类之间存在交叉。我们表明,通过改变非谐性和温度,具有不同色散的系统的时空标度指数可以以不同的方式进行调整。潜在的图像被认为是理解的声子执行各种连续时间的随机行走(在大多数情况下,是Lévy行走,但并不总是),可能引起的特殊声子色散以及非线性。结果和建议的机制可以提供见解控制一些一维材料中的热传输。
2016-01-29 cond-mat.stat-mech
Super-diffusion and crossover from diffusive to anomalous transport in a one-dimensional system
该研究针对含两个守恒量的一维晶格系统输运问题,推导超扩散方程及扩散修正项,揭示扩散到反常输运的交叉机制,并通过数值模拟验证相关结论。
2023-04-19 cond-mat.stat-mech
Slow crossover from superdiffusion to diffusion in isotropic spin chains
本文用离散时间经典模型模拟噪声与Floquet各向同性微扰,发现自旋链超扩散转向扩散的时间尺度随λ^-6增长,并以大孤立子寿命的动理学理论解释。
2024-02-28 cond-mat.stat-mech
Quantum-to-Classical Crossover in Full Counting Statistics
量子散射的减少导致散粒噪声的抑制。在本文中,我们分析了从具有普适散粒噪声的量子输运区到噪声消失的经典区的交叉。利用随机路径积分方法,我们得到了混沌腔的输运统计和传输特性随控制交叉点的系统参数的变化关系。我们确定了三种不同的交叉情况。
2004-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
A microscopic model of ballistic-diffusive crossover
当系统尺寸减小时,几个低维系统表现出从扩散热传输到弹道热传输的交叉。虽然有一些现象学的理解,这种交叉现象在粗粒度的水平,一直缺乏一个微观的图片,一贯描述的弹道和扩散运输制度。在这项工作中,我们推导出一个缩放的热流在一类一维系统的边界处连接到热浴,并严格表明,交叉发生时,系统的特征长度尺度与系统的大小竞争。
2015-05-19 cond-mat.stat-mech
Localization crossover and subdiffusive transport in a classical facilitated network model of a disordered, interacting quantum spin chain
我们考虑了无规场海森堡模型,一个典型的多体局域化(MBL)模型,并添加了一个马尔可夫退相浴耦合到模型的非相互作用极限的安德森轨道。我们将这个系统映射到一个经典的易化跳跃模型,该模型对于大系统尺寸来说在计算上是易于处理的,并研究其动力学。经典模型表现出一个强大的遍历(热)阶段和冻结(本地化)阶段之间的交叉。冻结相是不稳定的热分区(气泡),热化周围的网站,通过提供一个波动的相互作用能,使非共振粒子运输。调查稳态运输,我们观察到,热和冷冻气泡之间的相互作用导致扩散和subdiffusive制度之间的明确过渡。这种现象既描述了MBL系统耦合到一个浴,并提供了一个经典的模拟相应的量子模型中的多体局域化过渡,在经典模型显示长的本地记忆时间。它还强调了耦合到热环境的MBL系统的研究中的浴耦合的细节的重要性。
2021-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Observation-Time-Induced Crossover in Driven Anomalous Transport
Tokyo University of Science(东京科学大学)
研究弱常力在强异质介质中异常输运波动中的可检测性,发现位移方差而非平均漂移是关键特征,通过CTRW和QTM模型分析,揭示观测时间诱导的交叉现象及阈值偏置的影响。
2026-09-07 cond-mat.stat-mech
Crossover from ballistic to normal heat transport in the $ϕ^{4}$ lattice: If nonconservation of momentum is the reason, what is the mechanism?
反常(非傅立叶)热输运不再仅仅是一个理论问题,因为它已经在许多低维纳米材料中被实验观察到,如SiGe纳米线,碳纳米管等。为了理解这些异常行为,探索正常(傅立叶)热传输的微观起源是一个迷人的理论课题。然而,这个问题还没有得到充分理解,即使是一维(1D)模型链,尽管大量的彻底的研究。从这些研究中,人们普遍认为动量守恒是引起异常热传输的关键因素,而动量非守恒系统通常支持傅立叶定律有效的正常热传输。但是,如果动量不守恒是原因,那么观察到的正常热输运的微观机制是什么?在这里,我们仔细回顾了一个典型的一维动量非守恒$ϕ^{4}$模型,并提出证据表明,移动离散呼吸,或者换句话说,移动固有局域模式的频率分量以上的线性声子带可以负责。
2017-10-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantum fluctuation-driven transport crossover between two liquid states in distinguishable helium-4
Sumitomo Electric Industries, Ltd.(住友电气工业株式会社);KYOCERA Communication Systems Co., Ltd.(京瓷通信系统有限公司);Department of Chemistry, Graduate School of Humanities and Sciences, Nara Women’s University(奈良女子大学人文科学研究科化学系)
研究可区分氦 - 4 中两种液态的输运,通过路径积分质心分子动力学模拟,发现核量子涨落驱动输运转变,低温度下出现高量子色散液体,有超扩散等反常气体状输运特征,给出该体系输运现象统一图景。
2026-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Multi-particle collision simulations of 2D one-component plasmas: anomalous transport and dimensional crossovers
利用混合多粒子碰撞-粒子格(MPC-PIC)模拟方法,研究了中等耦合二维和准一维等离子体平衡态下能量和密度关联的动力学标度。我们发现,预测的非线性涨落流体动力学的结构因素的密度和能量波动在一维系统的三个整体守恒律也适用于二维系统,更扩展沿两个空间维度之一。此外,通过对一维和二维中性等离子体的平衡能量涨落和密度结构因子的分析,我们发现忽略消失自洽静电场涨落的贡献会高估观察到反常输运的频率区间.这种违反预期的缩放电流相关性被发现在不同的制度,阻碍了观察的渐近缩放理论预测。
2017-01-24 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Dynamical transitions in Markovian exciton transport
最近,大偏差理论被应用于开放量子系统,以揭示与马尔可夫演化相关的量子轨道空间中的动力学交叉。这种动力学交叉的特征在于罕见的量子跳跃轨迹的波动的定性变化,并且已经在相干驱动的量子系统的统计中观察到。在这篇文章中,我们研究了一个非驱动系统经历一个纯弛豫过程,即马尔可夫激子输运的稀有量子轨道的计数统计。我们发现,动力学交叉发生在系统中的最低限度的三个相互作用的分子,并强烈激活激子离域和干扰。我们的结果说明了如何量子功能的基础系统哈密顿量可以影响的统计性质的能量转移过程中的一个非平凡的方式。
2013-08-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decay Process for Three - Species Reaction - Diffusion System
提出了反应扩散系统中三组分的确定性速率方程。在这种情况下,我们的目的是进行衰变过程中,我们的三个物种的反应扩散模型的形式$A+B+C\to D$。粒子密度和全球反应速率也显示了解析和数值上的二维正方形格子与周期性的边界条件。特别地,在早期和长期制度的整体反应速率的交叉进行了讨论。
1999-12-22 cond-mat.stat-mech
Crossover from Diffusive to Ballistic Transport in Periodic Quantum Maps
我们推导出一个粒子的运动是由一个统一的,周期性的,量子多面包师映射的均方位移的表达式。该表达式是时间$t$和普朗克常数$\hbar$的函数,并允许研究长时间$t\to\infty$和半经典$\hbar\to 0$的极限。我们使用随机矩阵理论以及数值计算的表达式进行评估,并观察到两组结果之间的良好一致性。较长的时间限制表明,对于普朗克常数的任何固定值,粒子传输通常都是弹道式的。然而,对于固定的时间,半经典极限导致扩散。非零普朗克常数和有限时间的均方位移表现出从扩散到弹道运动的交叉,交叉时间为普朗克常数的倒数。我们认为,这些结果是通用的一个大类的一维量子随机行走,类似于量子多面包师,并在半经典极限扩散的充分条件是经典的混沌动力学在每个细胞。我们的工作和其他文献之间的联系量子随机游动进行了讨论。这些行走在量子计算理论中有一定的意义。
2003-09-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Semiclassical instanton theory for reaction rates at any temperature: How a rigorous real-time derivation solves the crossover temperature problem
本文提出了一种适用于任意温度的严谨半经典瞬子反应速率理论,通过结合Bleistein方法与实时修正的Richardson通量相关函数推导,解决了标准理论受限于交叉温度的问题,并平滑连接了低温瞬子结果与高温Eyring过渡态理论修正。
2024-11-05 cond-mat.stat-mech hep-th physics.chem-ph
The interplay between chemical reactions and transport in structured spaces
在活细胞中存在高度的区室化,其中各个区室维持不同的化学反应并在它们之间运输反应物。调查的正是这种情况。这项研究背后的主要动机是了解反应之间的相互作用和运输的几何形状是不紧凑的。紧凑几何形状的典型例子是盒子、球体等。另一方面,由容器C1、C2、. CN和管是结构化空间的一个典型例子,这类非紧空间是本文研究的重点。整个空间被分为两个区域。首先,在容器中,粒子以速率λ反应。第二,连接容器的管道允许以运输速率D交换化学品。通过改变这种网络的拓扑结构和化学反应的细节,可以对结构化空间中化学反应和传输之间的相互作用有一些了解。
2005-04-08 cond-mat.stat-mech
Crossover behavior of the thermal conductance and Kramers' transition rate theory
Kramers的理论将溶液中的化学反应速率定义为反应物在摩擦和噪音存在下克服障碍。对于与溶液的弱偶联,反应速率受到在一部分反应物已经越过势垒成为产物之后溶液可以恢复平衡的速率的限制。对于强耦合,总是有足够的能量反应物。然而,在产物完全形成之前,溶液将许多中间状态返回到反应物。在这里,我们证明了热传导显示类似的物理响应的摩擦和噪声,驱动热流通过材料或结构。交叉行为出现在热库主导的极端电导,只有在中间区域的晶格表现出的内在属性。这不仅为Kramers的经典周转问题提供了新的线索,而且这一结果对于热管理和其他应用设备的设计以及纳米级传输的正确模拟具有重要意义。
2015-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Probing hydrodynamic crossovers with dissipation-assisted operator evolution
King’s College London(伦敦国王学院);Stanford University(斯坦福大学)
本文通过耗散辅助算子演进而研究相互作用晶格模型中扩散的出现,发现扩散常数随密度呈反比关系,且提出了一种最小模型以解释输运临界现象。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Anomalous reaction-transport processes: the dynamics beyond the Mass Action Law
本文重新考虑了含扩散的反常可逆反应$A\rightleftarrows B$的质量作用定律。我们提供了一个介观描述这种反应时,两个国家之间的过渡$A$和$B$由异常(重尾)的等待时间分布。我们推导出一组介观积分微分方程的平均密度的反应和扩散粒子在这两种状态。我们发现,这些方程中的有效反应速率记忆核和一致渐近状态依赖于输运特性,如跳跃率。我们发现输运甚至可以导致粒子的灭绝,使得粒子$A$或$B$的密度渐近趋于零.通过蒙特卡罗模拟,我们验证了分析结果,并表明介观密度表现出衰减前的瞬态增长。
2008-03-07 cond-mat.stat-mech
Dimensional crossover of thermal conductance in graphene nanoribbons: A first-principles approach
采用第一性原理密度泛函方法研究了石墨烯纳米带的热输运性质。从一维到二维(2D)的热导的尺寸交叉清楚地表明,随着带宽度的增加。在几个纳米宽度的GNR的热导已经表现出近似的低温依赖性的$T^{1.5}$,像2D石墨烯片,这是由于二次性质的色散关系的面外声学声子模式。利用区域折叠法,我们推导出了热导率随带宽增加的维数交叉。结合我们的计算和实验声子平均自由程,一些典型的热导率在室温下的GNRs和二维石墨烯片,分别估计值。我们的研究结果澄清了GNRs中热传输的低温依赖性问题,并提出了石墨烯基材料实验测量热导率的校准范围。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-Markovian Random Walks and Non-Linear Reactions: Subdiffusion and Propagating Fronts
我们提出了一个具有非线性反应和非指数等待时间分布的CTRW反应输运模型。导出了介观粒子密度的非线性演化方程。我们将此方程应用于具有反常扩散的反应输运系统的波前向不稳定态的传播问题。我们已经找到了一个显式表达式的传播速度的情况下,亚扩散输运。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Reaction-diffusion and reaction-subdiffusion equations on arbitrarily evolving domains
反应扩散方程作为控制演化方程被广泛用于模拟许多物理、化学和生物过程。在这里,我们推导出反应扩散方程模型运输与反应的一维域上的发展。模型方程,这已来自广义连续时间随机游动,可以将复杂性,如次扩散运输和非均匀域拉伸和收缩。一种方法用于构建解析表达式的短时间的时刻的位置的颗粒的开发和时刻从这种方法计算出的结果与随机行走模拟和数值积分的反应输运方程相比毫不逊色。结果表明了初始条件的重要作用。特别是,它强烈影响的时间依赖性的时刻在短时间制度,通过引入额外的漂移和扩散条款。我们还讨论了如何我们的反应输运方程可以应用于研究人口的传播不断发展的接口。
2020-02-14 cond-mat.stat-mech
Stochastic fluctuations and quasi-pattern formation in reaction-diffusion systems with anomalous transport
许多方法来模拟具有反常输运的反应扩散系统依赖于确定性方程,而忽略了由于有限粒子数而产生的波动。从一个基于个人的模型,我们使用生成函数的方法来推导出高斯近似的subdiffusive系统中的本征噪声。这导致确定性分数阶反应扩散方程的修正。利用这种分析方法,我们研究了反应亚扩散系统中噪声驱动的拟斑图的发生。我们发现,子扩散可以有利于确定性和随机模式的形成。我们的分析表明,子扩散和内在随机性的组合可以降低有效扩散系数的阈值比所需的斑图形成到一个更大的程度比其本身的效果。
2019-04-02 cond-mat.stat-mech nlin.PS
Effective diffusion coefficients in reaction-diffusion systems with anomalous transport
我们证明了在具有次扩散的反应系统中的图灵模式可以在具有马尔可夫交叉扩散的有效系统中复制。有效系统具有与原系统相同的图灵不稳定性和相同的模式。如果粒子是短命的,瞬态动力学也被捕获。我们使用的交叉扩散系统来定义有效的扩散系数与异常传输的系统,我们展示了它们如何可以用来有效地描述图灵不稳定性。我们还表明,一个适当定义的合奏subdiffusing粒子的均方位移随时间线性增长,与我们以前的计算同意的扩散系数。我们通过数值积分分数阶反应扩散方程和它的正常扩散对应验证这些推论。我们的研究结果表明,交叉扩散行为可以作为异常运输的结果。
2020-01-28 cond-mat.stat-mech nlin.PS