Exit and Occupation times for Brownian Motion on Graphs with General Drift and Diffusion Constant
我们考虑一个粒子沿具有吸收点的一般图的链扩散。具有空间依赖扩散常数D（x）的粒子经受在每个链接的每个点中定义的漂移U（x）。我们建立的边界条件要使用的顶点，我们推导出一般表达式的平均时间花在吸收前的一部分图，也为拉普拉斯变换的联合法的占领时间。退出时间分布和分裂概率进行了研究，并讨论了几个例子。
2008-10-25 cond-mat.stat-mech
Two-temperature Brownian dynamics of a particle in a confining potential
我们考虑一个粒子在两个正交方向上的不同温度下，在布朗力作用下，进入一个封闭势中的二维运动。精确的解决方案，获得了一个不对称的谐波潜在的过阻尼和欠阻尼制度，而微扰方法用于更一般的潜力。由此产生的非平衡定态的特征在于具有非零正交径向平均电流，对应于粒子围绕中心的全局旋转。旋转是由于两个对称性破缺：两个不同的温度和限制非对称势的主轴和温度轴之间的失配。我们证实我们的预测进行布朗动力学模拟。最后，我们建议在激光冷却的原子系统上观察这种效应。
2018-02-13 cond-mat.stat-mech
Work distribution function for a Brownian particle driven by a nonconservative force
我们推导出了一个均匀拖动的布朗粒子受到旋转力矩的简谐力所作的功的分布函数。根据Onsager和Machlup的泛函积分方法，我们得到了在时间$t$的特定位置找到布朗粒子的转移概率，因为它在较早的时间从特定的位置开始了旅程。广义Onsager-Machlup拉格朗日量的正向和时间反演形式之间的差异被确定为介质熵产生率，这进一步帮助我们发展我们模型的随机热力学形式主义。由谐波陷阱所做的工作的概率分布进行评估的平衡初始条件。虽然这种分布具有高斯形式，但发现这种分布不满足传统的工作波动定理。
2015-06-02 cond-mat.stat-mech
Persistent memory in athermal systems in deformable energy landscapes
我们发现，记忆可以编码在一个模型非晶态固体进行非热振荡剪切变形，并在一个类似的自旋模型与无序的相互作用，共享一个可变形的能量景观的功能。当这些系统经受振荡剪切变形时，当振幅低于“局部化”阈值时，它们保留在训练阶段中施加的变形振幅的记忆。值得注意的是，使用这种无热、无噪声的协议可以存储多个持久存储器。这种记忆的可能性被证明是链接到存在的塑性形变和相关的极限环穿越的系统，表现出雪崩统计也看到在相关的上下文中。
2013-12-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Brownian markets
通过精确的广义Langevin方程对金融市场动力学进行了严格的研究。在市场布朗自相似性假设下，推导出了市场收益率记忆函数和自相关函数，其表现出与经验观测相似的长时间尾部的衰减行为.个股也可以通过广义朗之万方程来描述。根据它们与市场记忆的关系，它们被分为重仓股、中性股和轻仓股，具有不同的自相关函数。
2013-06-14 cond-mat.stat-mech q-fin.ST
Onsager-Machlup theory and work fluctuation theorem for a harmonically driven Brownian particle
Institute of physics, Bhubaneswar-751005, India（印度布巴内斯瓦尔物理研究所）
本研究将Tooru-Cohen分析拓展至布朗粒子非平衡振荡态，证明了含振荡电场时无界带电布朗粒子的功涨落定理，并用带约束的Onsager-Machlup理论得到功分布、熵产生率及耗散函数性质。
2007-08-17 cond-mat.stat-mech
Diffusion of a Brownian ellipsoid in a force field
本文计算了椭球布朗粒子在恒定外力作用下的三维有效长时对流速度和色散运动。这种长期运动是由短时间尺度上的粒子旋转和平移产生的“净”平均行为。因此，我们采用系统的多尺度技术，推导出有效的运动方程，有效的时间长。我们验证我们的理论结果进行比较，数值模拟。
2016-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Winding number of a Brownian particle on a ring under stochastic resetting
我们考虑环上的随机步行者，在泊松分布时间重置到初始位置（步行者在重置时间沿着环到初始位置的最短路径）。在布朗随机游动的情况下，一个回合的平均首次完成时间以封闭形式表示为重置率的函数。如果复位速率足够低，则该值比普通过程中的值短。此外，在重置率中，转弯的平均首次完成时间可以最小化。在大的时间缠绕数的分布没有达到一个稳定的状态，这是在非紧的情况下，布朗粒子复位在实数线。平均总圈数（以及净圈数的方差）随时间线性增长，比例常数等于圈的平均首次完成时间的倒数。
2021-12-14 cond-mat.stat-mech
Efficiency of a microscopic heat engine subjected to stochastic resetting
本文研究随机重置对 Brownian 微观热机热力学的影响，发现重置到势阱最低点可提升效率，但输出功随重置速率非单调变化，并讨论了重置点偏移与实验实现。
2024-01-23 cond-mat.stat-mech
Tailoring the escape rate of a Brownian particle by combining a vortex flow with a magnetic field
一个热激活的布朗粒子在单位时间内越过势阱逃逸的概率一般由Kramers理论很好地描述。Kramers表明，逃逸时间随势垒高度的增加而呈指数下降。当粒子带电并受到外部磁场的洛伦兹力时，动力学就会减慢。这是显而易见的，通过重新调整的扩散系数进入作为一个前因子的Kramers逃逸率没有任何影响的势垒高度依赖的指数。在这里，我们表明，势垒高度可以有效地改变时，带电粒子受到外部涡流。虽然单独的外部涡流不影响颗粒的平均逃逸时间，但当与磁场结合时，它有效地将波动颗粒径向向外或向内推动，这取决于其相对于磁场的符号。特别地，通过调整外部涡旋和所施加的磁场的符号和大小，可以将粒子逃逸的有效电势改变为平坦的、稳定的和不稳定的电势。值得注意的是，最后一种情况对应于增强的逃逸动力学。
2023-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized optimal protocols of Brownian motion in a parabolic potentia
利用指数核的广义朗之万方程，分析了热浴中布朗粒子在简谐运动势作用下的最优功的记忆效应。广义过阻尼的情况下也进行了研究。在这些更精确的描述中出现了几个事实，这些描述使用了相同的马尔可夫初始条件，导致粒子对场做机械功。与后者获得的结果相比，记忆褪色的不连续性观察到的高度欠阻尼制度，这表明，这种特质是一个后果的马尔可夫近似以及依赖于不同的动力学的非线性与外场。与过阻尼马尔可夫模型不同的是，模拟广义马尔可夫模型的工作是由外场完成的。对熵产生率的详细计算给出了负值。它在数学上是正确的，因为动力学处理的是浴的自由度的简化描述。该理论则要求改进对它们的处理，以恢复第二定律，从而得到具有所需热力学一致性的结果。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech
Exact power spectra of Brownian motion with solid friction
研究了一个朗之万方程，该方程描述了一个受粘性阻力、外力和固体库仑摩擦力作用的物体的布朗运动。在以前的工作[H。Touchette，E. Van der Straeten，W. J. Phys. A：Math. Theor. 43，445002，2010]，我们已经基于相应的Fokker-Planck方程的谱分解给出了该方程的速度传播子的精确解。在这里，我们提出了一个替代的，精确的解决方案的基础上，拉普拉斯变换的这个方程，它具有的优点是被表示在封闭的形式。从这个解中，我们还获得了速度自相关函数的拉普拉斯变换和功率谱的封闭形式表达式，即，自相关函数的傅里叶变换。作为干摩擦力和外部强迫的函数的功率谱的行为示出了已知在固体摩擦的存在下发生的粘滞和滑移制度之间的明显交叉。
2012-09-14 cond-mat.stat-mech
Quasi-deterministic transport of Brownian particles in an oscillating periodic potential
本文考虑振幅随时间振荡的周期势场中的过阻尼布朗动力学。我们分析的运输，这表明有效的扩散增强的振荡，并推导出扩散系数的近似表达式。此外，我们分析的振荡电位上的运输的效果，如果另外施加一个恒定的力。我们表明存在的同步制度，在该制度下的确定性动力学是在共振与潜在的振荡引起运输具有极低的色散。我们区分了慢振荡驱动和快振荡驱动，并给出了平均速度和有效扩散的解析表达式。
2010-05-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Oscillatory Finite-Time Singularities in Finance, Population and Rupture
我们提出了一个简单的二维动力学系统，两个非线性项，分别施加正反馈和逆转，竞争，以创造一个奇异性在有限的时间装饰加速振荡。幂律奇异性是由增长率增加引起的。振荡是由恢复机制引起的。作为一个函数的顺序的非线性的增长率和恢复项，丰富的各种行为记录分析和数值。动力学行为从根本上可以追溯到相空间中轨迹的自相似螺旋结构，这些轨迹围绕原点处的不稳定螺旋点展开。恢复机制和非线性增长率之间的相互作用导致了具有显着标度特性的近似对数周期振荡。讨论了三个应用领域：（1）股票市场中的非线性趋势跟踪者和非线性价值投资者之间的竞争;（2）世界人口中的人口增长率依赖于人口增长率和非线性依赖于有限承载力之间的竞争;（3）材料在时变应力作用下的破坏，损伤变量的几何正反馈与非线性愈合相互竞争。
2001-06-04 cond-mat.stat-mech
Brownian dynamics of a self-propelled particle in shear flow
通过求解朗之万方程和数值模拟，研究了线性剪切流中自推进颗粒的布朗动力学。颗粒沿着波动的取向具有恒定的传播速度，并且另外受到恒定的扭矩。在两个空间维度中，平均轨迹和均方位移（MSD）被解析地计算为时间t的函数。一般来说，平均轨迹是由有限温度效应修改的摆线。关于MSD，确定了不同的机制，其中MSD与t^a成比例，其中a = 0，1，2，3，4。特别地，如果颗粒沿着剪切流的梯度方向自推进，则出现加速（a = 4）运动。
2011-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jerky chiral active particles
突变手性活性粒子研究揭示了突变、手性和持久性相互作用对活性物质动力学的影响，产生多种轨迹模式。
2025-08-25 cond-mat.stat-mech
Universality Class of the Reversible-Irreversible Transition in Sheared Suspensions
悬浮在粘性流体中的非布朗粒子在很低的雷诺数下受到振荡剪切时，随着应变幅值或体积分数的增加，它们表现出显著的动态相变，将可逆行为与不可逆行为分离开来。我们提出了一个简单的模型，这种现象的基础上，我们认为，这种转变在于保守的DP模型的普遍性类，或等价地，甘露模型。这导致大量的实验观测的标度行为的预测。因此，振荡剪切下的非布朗悬浮液可能构成第一个实验实现的非活性相变，这是不是在常规的定向渗流的普适类。
2009-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Asymptotic distributions of Periodically Driven Stochastic Systems
我们研究的大时间行为的布朗粒子移动通过粘性介质中的一个封闭的潜力，并进一步受到位置相关的驱动力，是周期性的时间。我们专注于这些驱动力的情况下，迅速振荡的幅度不一定很小。我们发展了一种高频区域的微扰方法来研究周期驱动随机系统的大时间行为。布朗粒子的渐近分布，然后确定为二阶。一阶，这些粒子被发现执行小振幅振荡周围的有效静态电位，可以有有趣的形式。
2003-12-09 cond-mat.stat-mech
Impact of chirality on active Brownian particle: Exact moments in two and three dimensions
该研究针对二维和三维含平移扩散的手性活性布朗粒子，提出拉普拉斯变换法精确求解动力学矩演化，得到多阶矩解析表达式，揭示手性与持续性的影响及中间时段的非高斯特性。
2024-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics of Brownian motion in Temperature Gradient
本文构建了温度梯度下布朗粒子的过阻尼随机热力学理论，推导了超额熵产生、Clausius 不等式和瞬态涨落定理，并通过分子动力学模拟验证了涨落定理在欠阻尼区域依然成立。
2024-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity and force autocorrelations in Brownian dynamics with a Lorentz force
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；Leibniz-Institute for Polymer Research（莱布尼茨聚合物研究所）
推导了外磁场中布朗粒子速度与力自相关张量的一般关系，并在过阻尼极限下简化，发现速度自相关张量的自扩散部分与力自相关张量的反对称部分耦合，耦合强度由回旋频率与热化率之比决定。
2026-07-03 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and efficiency of sequentially collisional Brownian particles: The role of drivings
布朗粒子顺序放置在不同的热储层接触，并受到外部驱动力是有前途的候选人，为建设可靠的热机。在这方面的贡献，我们解决的作用，提高机器性能的驱动力。对于一般的驱动方案，得到了功率输出和效率等热力学量的解析表达式。选择合适的驱动方案，可显著提高功率输出和效率，并扩展工作范围。功率和效率的最大化，无论是相对于力的强度，驱动方案或两者都已被考虑和例示为两种驱动：一个通用的幂律和一个周期性的驱动。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Escape Dynamics in an Anisotropically Driven Brownian Magneto-System
布朗粒子越过势垒的热激活逃逸在克拉默斯理论中是很好理解的。当受到外部磁场时，洛伦兹力通过重新调整扩散系数来减慢逃逸动力学，而不影响对势垒高度的指数依赖性。本文研究了带电布朗粒子在外加磁场的洛伦兹力作用下从二维截断谐振势中逃逸的动力学。通过使粒子受到沿不同空间方向具有不同强度的噪声的各向异性驱动。我们表明，逃逸时间可以在很大程度上调谐的各向异性驱动。虽然由于两种不同的噪声，逃逸过程变得各向异性，但在大磁场的限制下，空间对称性得以恢复。这归因于洛伦兹力引起的空间自由度之间的耦合，这使得两个噪声之间的差异在高磁场下无关。布朗动力学模拟验证了理论预测。原则上，我们的预测可以通过在磁场中使用布朗回转器的实验来检验。
2022-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlations in multithermostat Brownian systems with Lorentz force
研究了布朗粒子在外加磁场作用下受洛伦兹力的运动。粒子的每个空间自由度都与不同的恒温器耦合。我们发现，磁场的结果在不同的速度分量之间的相关性在定态。积分速度自相关矩阵，我们得到的扩散矩阵，进入福克-普朗克方程的概率密度。扩散矩阵的特征向量不与温度轴对齐。因此，布朗粒子执行空间相关扩散。我们进一步表明，在各向同性的约束势的存在下，一个不寻常的，磁通自由的稳定状态出现，其特征在于由一个非玻尔兹曼密度分布，它可以通过扭转磁场旋转。我们的系统的非平凡的稳态性质的结果从洛伦兹力诱导的空间自由度的耦合，不再存在于对应于一个单一的温度系统的平衡。
2020-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity auto correlation function of a confined Brownian particle
受分子马达服从线性力-速度关系的简单模型的启发，我们研究了布朗粒子在依赖于线速度的力$f_s(1-\frac{v}{v_0})$存在下的随机动力学，其中$f_{s}$是常数.精确计算了不同动力学状态下的位置和速度自关联函数。我们观察到，速度自动关联函数随时间呈指数衰减的行为，饱和到一个恒定的值，在时间渐近极限，对于一个固定的$f_s$。随着$f_{s}$值的增加，其更快地达到饱和。当粒子被约束在谐振势阱中时，谱密度呈现对称性，相应的速度自关联函数在长时间内衰减到零之前呈现阻尼振荡特性.随着粘性系数的增加，速度自关联函数呈非系统变化。此外，在存在正弦驱动力的情况下，速度的相关性随着瞬态状态中驱动幅度的增加而增加。对于约束在谐振势阱中的粒子，相对于平均位置的位移所对应的关联基本上是对总位置关联的热贡献。此外，在无热状态下，总的相关性完全是由于速度相关力。
2021-08-18 cond-mat.stat-mech
Transport Regimes of Underdamped Brownian Particles in a Tilted Washboard Potential
在本文中，一个全面的检查的温度和偏压依赖的扩散制度的欠阻尼布朗粒子。一个温度阈值之间的异常和正常的扩散行为的转变位于，产生一个新的相图系统。在低温制度，该系统表现出明显的负微分迁移率，由于持久的，长时间的亚扩散在低偏压;在高温（或临界偏压），该系统迅速接近正常扩散低于中间势垒高度，$U_o \sim k_B T$。考虑到数值结果，比较过阻尼的情况下，和相关的Kramers多稳态逃逸问题，它表明，低偏置非单调的温度依赖性的扩散，持续的亚扩散，和负微分迁移率可以追溯到惯性效应，这是明显的速度功率谱的振荡模式在低偏置。在巨扩散制度中，速度功率谱表现出耦合之间的“锁定”和“运行”状态，与阻尼，驱动平面摆的极限环的临界偏压附近的主频率相对应的特征频率。非线性二次谐波产生，对应于振荡瞬态异常扩散率，观察到随着偏压的增加和温度的降低，进一步强调低噪声扩散问题收敛到无噪声动力学，补充分析结果的平均速度[L. Cheng和N.K. Yip，Physica D，2015]。
2021-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech nlin.CD
Unbiased diffusion of Brownian particles on disordered correlated potentials
在这项工作中，我们研究了非相互作用的过阻尼粒子的扩散，无偏无序相关势，受到高斯白噪声。我们得到一个精确的扩散系数的表达式，这使我们能够证明，无偏扩散的过阻尼粒子的随机聚合物不依赖于无序势的相关性。无偏扩散系数的这种普遍行为是爱因斯坦关系的有效性和无规聚合物的相关性衰减的直接结果。我们测试的相关性的两个不同的随机过程，一个一步马尔可夫链和扩展修改系统产生的相关聚合物的扩散系数的独立性。在我们的模拟的准确性，我们发现，这些系统的数值计算得到的扩散系数与解析计算的一致，证实了我们的预测。
2015-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Optimal work fluctuations for finite-time and weak processes
本文证明在有限时间和弱驱动下，不可逆功的最优协议与功方差的最优协议一致，并基于推广的涨落-耗散关系，通过非谐波陷阱中的过阻尼布朗运动示例说明，其功分布线性响应非高斯约化。
2023-11-13 cond-mat.stat-mech
Brownian magneto-gyrator as a tunable microengine
当受到来自两个不同热浴的热噪声时，布朗粒子围绕势能最小值进行回转运动。在这里，我们提出了一个磁回转器由一个单一的带电布朗粒子，是由外部磁场转向。通过改变所施加的磁场的强度和方向，可以调整关键特性，例如旋转方向、发动机施加在约束电势上的扭矩以及微发动机传递的最大功率。通过在垂直于磁场方向的平面内旋转电势，可以获得进一步的可调谐性。我们表明，在这种通用的情况下，微型发动机可以失速，甚至扭转的磁场。最后，我们强调了磁回转器的一个属性，在过阻尼近似中没有对应物-从热到冷浴的热损失需要明确的粒子质量的知识。因此，即使在过阻尼极限下，微型发动机的效率也与质量有关。
2021-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of underdamped Brownian collisional engines: New insights and resonant phenomena
本文将碰撞发动机概念拓展至欠阻尼布朗粒子，系统比较欠阻尼与过阻尼功-功发动机性能，发现欠阻尼发动机因存在共振区域而在广泛参数范围内同时提升效率与功率输出，揭示了动力学选择与驱动协议对优化发动机性能的关键作用。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.soft
Heat fluctuations in the logarithm-harmonic potential
热力学量，如热、熵或功，在随机系统中是随机变量。本文研究了布朗粒子在简谐势作用下的热交换统计。我们推导出解析的特征函数和它的时刻的热量。通过数值积分和数值模拟，我们还计算了概率分布，充分表征了热的统计行为。结果也调查的渐近极限，我们遇到的特征函数的超几何函数。
2021-05-11 cond-mat.stat-mech
Emergence of rotating clusters in active Brownian particles with visual perception
该研究通过朗之万动力学模拟探究了具视觉感知的活性粒子群体行为，发现中等视觉感知范围下会涌现旋转簇，且其持续运动与涌现结构密切相关，旋转簇的持续概率衰减极快、定向关联函数呈振荡行为。
2025-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arcsine Law and Multistable Brownian Dynamics in a Tilted Periodic Potential
多稳性是动态系统中最重要的现象之一，例如双稳性使逻辑门的实现和计算成为可能。最近，多稳态已经吸引了与忆阻器和石墨烯结构相关的极大的新兴趣，仅举几例。研究了布朗粒子在倾斜周期势作用下的速度动力学三稳性。它表明，这种效果的起源归因于反正弦定律的速度动力学在零温度极限。我们分析了热涨落的影响，并构建了速度动力学稳定性的相图。提出了一种通过改变作用在粒子上的力或系统的温度来控制多稳态的有效策略。我们对非平衡统计物理学范式模型的研究结果适用于布朗马达、约瑟夫森结、光晶格中的冷原子和胶体系统等。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Driving particle current through narrow channels using classical pump
我们研究了一个对称的排斥过程，其中在两个选定的相邻站点的跳频率随时间周期性地变化，并有一个相对的相位差。这模拟了受到扩散常数的外部空间和时间依赖性调制的胶体悬浮液。这两个特殊的网站作为一个经典的泵，通过产生一个非零的${\cal DC}$值的振荡电流，其方向取决于所施加的相位差。我们通过模拟分析了该模型中的各种功能，并通过一种新的微扰处理获得了$\cal{DC}$电流的表达式。
2007-11-26 cond-mat.stat-mech
Quantum Brownian motion in a temperature gradient
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）；Universidade Federal de Mato Grosso（马托格罗索联邦大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
本文通过广义系统-储层模型和费曼-弗农路径积分方法，研究温度梯度对量子布朗运动的影响，发现低温与高温极限均呈现量子热泳特征。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Active Brownian particles in power-law viscoelastic media
Utrecht University（乌得勒支大学）
研究活性布朗粒子在幂律粘弹性介质中的扩散行为，揭示平移与旋转动力学竞争导致超扩散持久性。
2025-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Driven Diffusion in Periodic Potentials with Stochastic Path Integral Hyperdynamics
本文利用最近提出的随机路径积分超动力学（SPHD）方法[L.Y. Chen和L.J.M. Horing，J. Chem. Phys. { \bf 126}，224103（2007）]。首先，我们考虑单个布朗粒子在空间周期势中运动并受到外部交流驱动力的情况。我们证实，在这个系统中没有随机共振，并发现在较高的频率的扩散系数$D$强烈抑制。第二种情况是二聚体在具有静态偏置的周期势中运动。对于这种情况，当二聚体键长是势晶格常数的整数倍时，对$D$有很强的抑制作用。对于这两种情况下，我们演示了如何SPHD允许我们提取的动态信息，正是在不同的偏差水平从一个单一的模拟运行，通过计算相应的统计重新加权因子。
2009-06-02 cond-mat.stat-mech
Generalized diffusion of quantum Brownian motion
本文讨论了用量子朗之万方程预言的布朗粒子在谐振子欧姆量子浴中的广义扩散函数的数值结果。通过在动量空间中积分整个函数得到的系统的约化维纳函数的标准偏差的时间依赖性也被确定。方程的复杂性导致采用基于位置关联函数的简单得多的计算。他们做了三个可能的制度，即，周期性，非周期性和过阻尼系统。它被发现在周期性的情况下，广义扩散是一个不连续的函数，在很短的时间内呈现负值。这个反直觉的结果，理论上在其他系统中发现，并等待实验证实，可以在量子朗之万方程的框架下完美地解释。它的振荡行为主要是由于对外场的响应，而它的量子起源只在它的大小上起作用。与具有类似行为的连续极限的结果进行了比较。
2019-11-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Cost and Precision of Brownian Clocks
布朗钟是可以计算时间的生物分子网络。一个典型的例子是蛋白质，它们经历一个周期，从而调节生命系统中的一些振荡行为。通常，这样的循环需要通常由ATP水解提供的自由能。我们调查这样的时钟的精度和它的热力学成本之间的关系。对于由恒定热力学力驱动的时钟，给定的精度需要最小的成本，该成本随着时钟的不确定性消失而发散。与此形成鲜明对比的是，我们表明，由外部协议的周期性变化驱动的时钟可以以任意低的成本实现任意精度。这个结果构成了由固定热力学力驱动的过程和周期性驱动的过程之间的根本区别。作为一个主要的技术工具，我们将一个周期性驱动的系统与一个确定性的协议映射到一个受试者的外部协议，在随机的时间间隔内变化，这大大简化了计算。在由此产生的二分马尔可夫过程的非平衡稳态中，时钟的不确定性可以从相应电流的可计算的色散中推导出来。
2017-01-18 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stochastic resetting and first arrival subjected to Gaussian noise and Poisson white noise
研究了在非热浴中受泊松随机重置的过阻尼布朗粒子的动力学行为，其特征为泊松白噪声和高斯噪声。应用更新理论，我们找到了一个精确的解析表达式的空间分布在稳态。与在纯热浴的情况下观察到的单指数分布不同，该分布是双指数分布。对于泊松率的极限情形，我们仔细研究了瞬态空间分布向稳态空间分布的松弛。此外，我们研究的第一次到达的系统中存在的δ函数汇与强度$κ$，其中$κ=0$和$κ=\infty$对应于完全非反应性和完全反应性的水槽，分别。我们探讨了两种竞争机制的影响：在两个噪声的存在下的扩散扩散和随机重置导致的初始位置周围的概率密度的增加。我们发现，存在一个最佳的复位率，最小化的平均首次到达时间（MFAT）的汇对于一个给定的值的汇强度。我们还探讨了泊松噪声的强度对MFAT的影响，除了汇强度。我们的形式主义概括了在非平衡浴重置下的扩散限制反应，并提供了一个有效的搜索策略的反应物找到一个目标位点，相关的生物物理过程的范围。
2021-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The cost of speed: Time-optimal thermal control of trapped Brownian particles
Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Facultad de Educación, Economía y Tecnología de Ceuta（休达教育、经济与技术学院）；Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional（卡洛斯一世理论与计算物理研究所）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
该研究通过实验实现了热力学最优控制，揭示了在多维随机系统中，更快的平衡需要更大的熵产和热力学长度，展示了时间最优性和热力学成本之间的直接权衡。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum Correlation Dynamics Subjected to Quantum Reset-Driven Environment
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究院）；University of Toronto（多伦多大学）；Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications (BIMSA)（北京应用数学与交叉科学研究中心）
本研究探讨了量子重置驱动环境对量子比特纠缠和量子分歧动力学的影响，发现强耦合下纠缠和分歧在临界点区间内呈现复兴，而弱耦合下则单调减少。
2026-02-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Tailoring symmetry groups using external alternate fields
具有连续对称性的宏观系统受到振荡场的作用，其相和相变与其平衡态有质的不同。根据所施加磁场的振幅和频率，海森堡铁磁体可以变成XY或伊辛型，或者相反，各向异性可以得到补偿，从而改变有序相位的性质和缺陷的拓扑结构。这些现象可以被看作是一种动态的“无序中的有序”。
2003-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intermediate scattering function of an anisotropic active Brownian particle
当微生物如细菌、原生动物、藻类或精子在低雷诺数的水介质中自主移动时，面临着各种挑战。这些活性剂受到强烈的随机波动，与定向运动竞争。到目前为止，大多数研究只考虑位移的最低阶矩，而散射实验提供了更一般的时空信息的随机运动。在这里，我们推导出直接测量的中间散射函数的一个单一的，各向异性的活性布朗粒子在三维介观模型的解析精确表达式。随机过程的均方位移和非高斯参数作为中间散射函数的导数得到。这些显示不同的时间制度占主导地位的有效扩散和定向运动，由于平移和旋转扩散的相互作用，这是合理的理论。中间散射函数的最突出的特点是在中间波数的振荡行为，反映了持续的游泳运动，而在小的长度尺度裸露的平移和在大的长度尺度增强的有效扩散出现。我们预计，我们的活性剂的运动特性将作为更现实的模型和实验观察的参考。
2017-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact dynamics and dimensional effects in torque-driven trapped active Brownian particles
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；University of Vermont（佛蒙特大学）；Institute of Physics（物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国民研究所）
本文基于福克-普朗克方程的拉普拉斯变换解，提出分析二维和三维空间中活性布朗粒子在谐振阱中动力学的精确方法，揭示了 chirality、自推进和空间约束对高阶统计特性的影响，以及不同维度下过冲峭度的变化规律。
2026-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion Enhancement in a Periodic Potential under High-Frequency Space-Dependent Forcing
本文研究了在系统势场中运动的欠阻尼布朗粒子在高频周期外力作用下的长时间行为。当频率非常大时，比所有其他相关系统频率大得多，存在Kapitsa时间窗，其中频率相关强迫的影响可以由静态有效势代替。我们的新分析包括的情况下，强迫，除了是频率相关的，也是空间相关的。Kapitsa分析的结果导致对有效势的额外贡献。并将其应用于布朗粒子在周期势场中运动时扩散系数D的数值计算。给出的数值结果，这是非常符合理论预测，并表明一个显着的增强D由于空间相关的强迫项。此外，我们还研究了欠阻尼布朗粒子在棘轮势中的输运性质（电流）。
2005-11-24 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Anisotropic Brownian particles under resetting
本文解析研究了二维各向异性布朗粒子在不同随机重置方案下的动力学，发现取向重置可使各向异性持续到长时间，并揭示平动-转动耦合与重置结合产生的独特稳态行为，对非对称胶体控制具有应用价值。
2024-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion anomalies in ac driven Brownian ratchets
我们研究棘轮系统中的扩散。作为一个特殊的实验实现，我们考虑一个不对称的SQUID受到外部交流电流和恒定的磁通量。我们分析均方位移的约瑟夫森相位，并发现在选定的参数制度，它演变成三个不同的阶段：最初作为超扩散，其次作为次扩散，最后作为正常扩散的渐近长时间限制。我们展示了如何交叉时间，分离这些阶段可以控制温度和外部磁通量。前两个阶段可以持续比系统的特征时间尺度长许多个数量级，因此可以通过实验舒适地检测到。异常行为的起源与电势的棘轮形式有关，揭示了异常扩散出现的全新机制。此外，正常的扩散系数表现出非单调的温度依赖性，导致一个有趣的现象，热噪声抑制扩散。实验验证我们的研究结果的建议设置提供了一个新的和有前途的试验场调查扩散现象的异常。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
A local approximation model for macroscale transport of biased active Brownian particles in a flowing suspension
运动微生物的稀悬浮液受到强烈的环境流，如海洋中的藻类，可以建模为一个人口的非相互作用，定向的活性布朗粒子（ABPs）。利用Smoluchowski方程（即空间和方向上的Fokker-Planck方程），可以描述ABPs的非平凡输运现象，如趋性和剪切诱导迁移。这项工作将Smoluchowski方程转化为输运方程，其中漂移和弥散可以进一步近似为局部流场的函数。新模型可以应用于任何全球流场，由于其局部性质，不像以前的方法，如利用广义泰勒色散理论。转换表明，整体漂移包括有偏向的运动的个别粒子的存在下的的士和剪切诱导的迁移的士的情况下。此外，它揭示了其他新的漂移和分散之间的相互作用所造成的定向动力学和被动对流扩散的ABPs。最后，该模型的性能进行评估，使用的例子回旋悬浮液，该模型被证明是最准确的偏置运动的颗粒（即的士）是弱的。
2022-01-20 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.flu-dyn
Optimal Finite-Time Control of Nonreciprocal Brownian Dimers: Thermodynamic Anomaly and Multiple Transitions
The University of Tokyo（东京大学）
研究非互易相互作用布朗粒子的有限时间热力学最优控制问题，通过操纵粒子对中心和间距求解。发现临界时间及异常，物理正则化可恢复有限最优值并产生转变，有限范围约束下最优协议还有多次转变及功-持续时间扭结。
2026-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stochastic Heat Engine Using a Single Brownian Ellipsoid
本文提出一种以布朗椭球体为工质的微观斯特林发动机模型，通过光镊限制位置和方向，周期耦合冷热浴，分析各向异性对功和效率的影响，并探索优化策略。
2025-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gases, liquids and crystals in granular segregation
我们报告的结果分离的实验研究在一个二元混合物的干颗粒进行水平振荡激励。颗粒薄层是由水平塔板表面的粘滑摩擦相互作用驱动的。随着混合物的填充分数增加，观察到不同相的演变。我们将它们分别鉴定为二元气体、分凝液体和分凝晶体，并提供了鉴定它们性质的微观和宏观方法。最后，我们在我们的颗粒系统和自组装二元胶体混合物中的隔离之间绘制了一些类比。
2004-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory corrections to Markovian Langevin dynamics
针对非马尔可夫系统分析难题，研究用马尔可夫嵌入技术推导了布朗粒子的记忆修正近似，计算了Prony级数记忆核下的一二阶修正，验证二阶修正精度更高，为高阶修正推导奠定基础。
2024-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
