多变量Lévy噪声驱动下二维和三维系统的共振激活

共振激活的实验研究

Experimental Investigation of Resonant Activation

实验研究了物理系统越过涨落势垒从亚稳态逃逸的过程。该系统在二分噪音的电子控制下在两种状态之间切换。我们测量的逃逸时间和它的概率密度函数的相关率的二分噪声在一个频率间隔跨越超过4个频率的十年。我们观察到共振激活，即最小的平均逃逸时间作为相关率的函数。我们发现两个制度的逃逸时间概率分布的形状的研究：（i）一个制度的指数和（ii）制度的非指数概率分布。

Dichotomous flow with thermal diffusion and stochastic resetting

We consider properties of one-dimensional diffusive dichotomous flow and discuss effects of resonant activation in the presence of statistically independent random resetting mechanism. Resonant activation and stochastic resetting are two similar effects, as both of them can optimize the noise induced escape. Our studies show completely different origins of optimization in adapted setups. Efficiency of stochastic resetting relies on elimination of suboptimal trajectories while resonant activation is associated with matching of time scales in the dynamic environment. Consequently, both effects c…

非相干驱动光晶格中的共振激活

Resonant activation in a nonadiabatically driven optical lattice

我们证明了在时间对称性破缺的非色散驱动耗散光晶格中的共振激活现象。共振激活导致作为通过周期性势的原子电流中的驱动频率的函数的共振。我们证明了共振是由确定性驱动和波动之间的相互作用产生的，我们还表明，通过改变驱动的频率，可以控制扩散的方向。

非对称势中的共振激活

Resonant Activation in Asymmetric Potentials

在过去的二十年中，共振激活效应（RA）已经以不同的方式得到了很好的研究。它存在于布朗粒子在波动外力作用下离开势阱所花费的平均时间中的最小值的存在，作为后者的平均频率（或相关时间）的函数。本文研究了分段线性势的不对称性在RA效应中所起的作用，以及一般情况下粒子穿越势垒的平均首次通过时间和平均速度的行为。已经发现了对电势的不对称性的强烈依赖，这可以与棘轮中的电流相关联，棘轮的电势在这里是基本模块。在这种情况下，发生作为开关电势的频率的函数的电流反转。与Doering-Gadua模型的计算进行了比较，以及与光滑对称电位的比较，通过检查共振相关时间的鲁棒性。计算已经完成了数值求解朗之万方程中存在的不相关的高斯噪声。谐振平均首次通过时间显示出作为热噪声强度的函数的意外行为。对于不同的对称性，相关曲线呈现出超出噪声的某个阈值的相对行为的意外反转。这意味着电流反转只能在弱噪声强度下发生，低于该阈值。

波动介质中的扩散：共振激活问题

Diffusion in Fluctuating Media: The Resonant Activation Problem

我们提出了一个一维模型中的波动晶格扩散，这是一个晶格，可以在两个或两个以上的国家。晶格状态之间的过渡是由两个过程的组合引起的：一个周期性的确定性和其他随机。我们研究了在该介质中移动质点系的动力学，并从不同的角度描述了这个问题：平均首次通过时间（MFPT），返回到给定站点（$P_{s_0}$）的概率，以及访问的晶格站点（$Λ$）的总长度位移或数量。我们观察到一个双{ \it共振激活}的现象时，我们绘制的MFPT和$P_{s_0}$的跃迁率随机分量的强度的函数。

Levy稳定噪声诱导跃迁：随机共振、共振激活和动态滞后

Levy stable noise induced transitions: stochastic resonance, resonant activation and dynamic hysteresis

随机动力学中噪声诱导效应分析的标准方法假设描述所分析系统与其复杂环境相互作用的噪声项具有高斯特性。关于所测量的可观测的动态和噪声的典型时间尺度之间存在时间尺度分离的附加假设允许外部波动被建模为时间上不相关的，因此是白色的。然而，在许多自然现象中，关于噪声的“高斯性”和“白度”的上述性质的假设可能被违反。在这种情况下，与表征一般形式的非马尔可夫或半马尔可夫Lévy游动的时空耦合相反，所谓的Lévy飞行对应于仍然可以被解释为白色的马尔可夫过程类，但是根据更一般的、无限可分的、稳定的和非高斯的定律分布。已知Lévy噪声驱动的非平衡系统表现出有趣的物理性质，并已在各种物理传输场景中表现出超扩散行为。在这里，我们提出了一个简短的概述，我们最近的调查，旨在了解Lévy白噪声扰动的影响下的随机动力学特性。我们发现，原型现象的噪声诱导的顺序是强大的，也可以检测到系统驱动的非高斯，重尾波动与无穷大的方差。

涨落势垒上的量子逃逸动力学

Quantum escape kinetics over a fluctuating barrier

双势阱中粒子越过涨落势垒的逃逸率在涨落相关时间的最佳值处表现出共振。这在化学反应动力学模型的几个变体中已被证明是重要的。我们扩展到量子域的共振激活的这种现象的分析，以显示如何量子化显着增强共振激活在低温下，由于隧穿。

强非高斯噪声驱动下的激活过程

Activation process driven by strongly non-Gaussian noises

非高斯随机波动的建设性作用的上下文中的二分法开关势垒的通道进行了研究。我们的注意力集中在相互作用的独立源的波动的影响：一个添加剂稳定的噪音代表非平衡外部随机力作用于系统和波动的障碍。特别是，稳定的噪声的结构上的平均逃逸时间和共振激活（RA）的现象的影响进行了研究。利用数值蒙特卡罗方法证明，适当选择势垒开关速率和随机外场可以产生共振现象，从而增强动力学，使反应时间最短、最有效。

参变调制振子的共振对称性提升

Resonant symmetry lifting in a parametrically modulated oscillator

我们研究了一个参数调制振荡器，它在调制频率的一半$ω_F$有两个稳定的振动状态。振荡器的波动导致状态间切换。一个相对较弱的附加场可以强烈地影响开关速率，因为它改变了开关激活能。场振幅的变化是线性的。当附加场频率$ω_d$为$ω_F/2$时，场使振动态的布居数不同，从而提高了态的对称性。如果$ω_d$不同于$ω_F/2$，则场以不同的频率调制状态布居，导致波动介导的波混合。对于欠阻尼振荡器，激活能的变化显示出作为频率的函数的特征共振峰。

跨学科物理模型中的亚稳态寿命与噪声抑制

Lifetime of metastable states and suppression of noise in Interdisciplinary Physical Models

研究了具有亚稳态的不同物理系统在外部白噪声扰动下的瞬态特性。从理论上预言了具有亚稳态的分段线性涨落势中的两种噪声诱导现象：噪声增强稳定性和共振激活。由于噪声的亚稳态的寿命的增强，和噪声的抑制通过共振激活现象将审查在跨学科的物理模型：（i）动力学的过阻尼约瑟夫森结;（ii）瞬态制度的噪声FitzHugh-Nagumo模型;（iii）人口动力学。

强摩擦极限下驱动势垒势的量子衰减率

Quantum decay rates for driven barrier potentials in the strong friction limit

研究了强阻尼体系中随机外力和周期外力驱动下势垒势的量子衰减率。基于最近导出的量子Smoluchowski方程[Phys. Rev. Lett. { \bf 87}，086802（2001）]分别给出了双稳态势中共振激活现象和振荡势垒亚稳阱逸出的显式分析和数值结果。揭示了量子涨落的重要影响。

本征噪声能诱发各种共振峰吗？

Can intrinsic noise induce various resonant peaks?

我们从理论上描述了如何弱信号可以有效地传输在一个以上的频率范围内的噪声激励介质的随机多共振。这有助于我们重新解释最近的神经科学实验，并表明自然界中的许多其他系统可能能够表现出几种共振。事实上，在我们的（网络）模型中，观察到的行为是由于（1）传输信号的变化（就好像单元正在改变它们的激活阈值）和（2）模型中实现的自适应噪声（作为连接强度的快速活动依赖性波动）之间的竞争。这两个条件确实是已知的，以表征可兴奋单元的异质网络系统，例如，大脑中的神经元和突触。我们的研究结果也可以在探测器设备的设计中找到应用。

周期调制量子非线性振子

Periodically modulated quantum nonlinear oscillators

本书的第一章描述了谐振和非谐振调制的调制振荡器的动力学。两种类型的谐振调制被认为是：添加剂，频率接近振荡器的本征频率，和参数，频率接近本征频率的两倍。结果表明，该振子的弛豫伴随着量子噪声，即使在T=0的情况下，该噪声也导致量子态的有限宽度分布。量子噪声还导致通过相空间中的势垒的跃迁在共存的振动状态之间切换。开关机制，量子激活，在热平衡系统中没有类似的。在分岔点附近，开关速率表现出特征标度。研究了调制振荡器的功率谱和吸收/放大谱，包括它们的精细结构。非共振调制可以导致振荡器的冷却、加热或自持振动。分析了前面讨论的振子直接非共振激励与光力学中研究的激励机制之间的关系。