Generalised density profiles in single-file systems
单列扩散是指粒子在狭窄通道中的运动，这些粒子不能绕过彼此。粒子之间的这些强相关性导致示踪剂亚扩散，这已经在多孔介质、沸石或受限胶体悬浮液中的运输等不同的背景下观察到，并且在许多作品中进行了理论研究。对这个著名的多体问题的大多数方法仅限于示踪剂的描述，示踪剂的基本性质，如大偏差函数或两次关联函数，直到最近才被确定。在这里，我们超越了这个标准的描述，通过引入和确定分析广义密度分布（GDP）的框架中的示踪剂。除了控制示踪剂的统计特性之外，这些量还充分地证实了示踪剂位置与熔池颗粒密度之间的相关性。考虑到问题的流体动力学限制，我们揭示了普遍的缩放性质的GDP与空间和时间，和非单调的依赖性与距离的示踪剂，尽管没有任何不对称。我们的分析方法提供了精确的结果的GDPs的范式模型的单列扩散，如布朗粒子与硬核排斥，对称排斥过程和随机平均过程。我们的方法的适用范围进一步说明考虑扩展到一般粒子之间的相互作用和平衡的情况。
2021-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlation and fluctuation in Random Average Process on an infinite line with a driven tracer
我们研究了单个偏置示踪粒子在其他粒子浴中在无限直线上执行随机平均过程（RAP）的效果。我们专注于大的时间行为的平均值和粒子的位置的波动，以及它们之间的相关性。在大的时间t限制下，这些量具有明确定义的标度形式，并随时间增长为$\sqrt{t}$。与关联函数相关的标度函数的微分方程，并解决周围的对称示踪剂的解决方案微扰。有趣的是，当示踪剂是完全不对称的，进一步的进展是使示踪剂后面的粒子不影响在它前面的粒子的运动，这导致特别是一个确切的表达式的示踪剂的位置的变化的事实。最后，连续粒子之间的间隙的方差和相关性也进行了研究。数值模拟支持我们的分析结果。
2016-02-22 cond-mat.stat-mech
Fluctuations and correlations of a driven tracer in a hard-core lattice gas
我们考虑一个驱动示踪粒子（TP）在一个浴的硬核粒子进行连续交换与水库。我们开发了一个分析框架，使我们能够超越标准的力-速度关系用于这个极小模型的活性微观流变学和定量分析，对于任何密度的浴颗粒，TP位置的波动和它们的相关性与浴颗粒的占用数。我们得到一个确切的爱因斯坦型的关系，链接这些波动的情况下，在线性驱动制度的驱动力和浴粒子密度分布。对于一维的情况下，我们还提供了一个近似的，但非常准确的显式表达式的TP位置的方差，并表明它可以是一个非单调的函数的浴粒子密度：反直觉，密度的增加可能会增加分散的TP位置。我们表明，这种非平凡的行为，这在原则上可以观察到在积极的微观流变学实验，是由微妙的互相关量化我们的方法。
2013-04-08 cond-mat.stat-mech
Cumulant generating functions of a tracer in quenched dense symmetric exclusion processes
对称排斥过程（SEP）是一种相互作用粒子系统的典型模型，其中粒子在一维晶格上跳跃，每个位置只能有一个粒子。最近，它已被证明，性质的初始条件-退火或淬火-有一个定量的影响示踪剂扩散的长期性能。然而，到目前为止，所有的研究都集中在淬火情况下的低密度极限的SEP。在这里，我们推导出的示踪剂的位置在稠密极限淬火的初始条件的累积生成函数。重要的是，我们的方法还允许我们考虑的非平衡情况下（i）有偏见的示踪剂在SEP和（ii）一个对称的示踪剂在一个步骤的密度。在前一种情况下，我们表明，初始条件有一个显着的影响，并改变了非常依赖于偏置的累积量。
2020-12-11 cond-mat.stat-mech
Large deviations of a tracer position in the dense and the dilute limits of a single-file diffusion
我们应用宏观涨落理论分析了扩散单列系统中示踪剂在稠密极限和稀疏极限下的位置的长时间统计。我们明确的结果是关于相应的大偏差函数的初始步骤密度分布的波动（退火）和固定（淬火）的初始条件。这些流体动力学的结果是适用于一个一般的单列系统，他们证实了最近的精确结果所获得的微观解决方案，为特定的模型系统。
2022-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Driven tracers in narrow channels
研究了在静止介质二维狭窄通道中运动的示踪剂的稳态特性。示踪剂使系统失去平衡，扰动密度和压力场，并使浴粒子具有非零的平均速度，从而在通道中产生电流。在这项研究中，三个模型中的封闭效应的通道进行了分析和比较：第一个是简单的对称排除过程（SSEP），其中的稳态密度分布和示踪剂的框架中的壁面上的压力进行了计算。我们表明，示踪剂的行为就像一个偶极源中的平均速度场。然后将该2D条带的空间结构简化为一维SSEP，其中允许示踪剂和浴粒子之间的位置交换。利用平均场论和不允许交换的极限的精确解的组合，给出了示踪剂的速度和密度场的良好预测。最后，我们表明，获得的结果与交流的1D SSEP也适用于气体过阻尼硬盘在一个狭窄的通道。SSEP和硬盘气体的参数之间的对应关系是系统的，并遵循简单直观的参数。我们的分析结果进行了数值检验。
2016-09-26 cond-mat.stat-mech
Exact correlations in a single file system with a driven tracer
我们研究了一个单一的驱动示踪粒子在一个浴的其他粒子执行随机平均过程的无限线上使用随机流体动力学方法的效果。我们考虑任意固定以及随机初始条件和计算两点相关。对于淬火均匀和退火稳态初始条件，我们表明，在大时间内，$T$限制了粒子位置的波动和相关性，使其亚扩散生长为$\sqrt{T}$，并且在适当重新缩放标签的情况下具有明确的缩放形式。我们计算相应的标度函数，正是这些特定的初始配置，并验证它们的数值。我们还考虑了一个非线性不变的初始条件，线性增加的差距，我们表明，波动和相关性增长超扩散$T^{3/2}$在大的时间。
2016-09-18 cond-mat.stat-mech
Tracer dynamics in a single-file system with absorbing boundary
本文研究了吸收边界条件下的单文件扩散问题。重点是核心粒子间相互作用和吸收过程之间的相互作用。由此产生的动态表现出几个定性的新功能。首先，我们从一个粒子（示踪剂）的精确概率密度函数出发，研究了它的矩的长时间渐近性。平均位置和均方位移都由动力学指数控制，动力学指数取决于粒子在文件中的初始顺序。其次，在无吸收的条件下，我们研究了长寿命粒子的分布。在条件框架下，所有粒子的动力学指数是相同的，然而，一个给定的粒子具有一个有效的扩散系数，这取决于它的初始阶数。在进行热力学极限后，示踪剂的条件动力学是亚扩散的，广义扩散系数$D_{1/2}$不同于无吸收边界的系统。
2014-02-09 cond-mat.stat-mech
Tracer and current fluctuations in driven diffusive systems
本文填补了驱动扩散系统中示踪粒子涨落研究的空白，确定了任意驱动扩散系统中示踪粒子位置的涨落与偏度，并研究了积分流、系统响应及多示踪粒子关联等可观测量，揭示了非平衡动力学的基本关系。
2025-07-23 cond-mat.stat-mech
Diffusion of active tracers in fluctuating fields
研究了涨落标量场中的粒子扩散问题。与大多数随机场中对流扩散的研究相反，我们分析了粒子位置也与场的动力学耦合的情况。这个问题的物理实现是众多的，范围从蛋白质在波动膜中的扩散到自旋系统中局部磁场的扩散。我们提出了精确的结果扩散的粒子扩散在动态高斯场在绝热极限场的演化比粒子扩散快得多的扩散常数。此外，我们计算的扩散常数微扰，在弱耦合的限制，粒子与场的相互作用是小的，使用一个Kubo型关系。最后，我们构造了一个简单的玩具模型，可以精确求解。
2010-10-20 cond-mat.stat-mech
Ultra-Slow Vacancy-Mediated Tracer Diffusion in Two Dimensions: The Einstein Relation Verified
我们研究了二维晶格上带电示踪粒子（TP）的动力学，其中除了一个（空位）的所有网站都充满了相同的中性，硬核粒子。粒子通过与空位交换位置而随机移动，受到硬核排斥。在充电的TP由于外部电场${\bf E}$而经历偏压的情况下，（这有利于它在优先方向上的跳跃），我们精确地确定了TP位置的极限概率分布，根据适当的标度变量和领先的大N TP平均位移$\bar{\bf X}_n$的行为（$n$为离散时间）;后者被证明服从反常的对数律$|\bar{\bf X}_n| = α_0(|{\bf E}|) \ln(n)$。在比较我们的结果与早期的预测Brummelhuis和Hilhorst（J.统计。Phys.{ \bf 53}，249（1988））对于无偏情况下的TP扩散率$D_n$，我们推断TP扩散率和迁移率$μ_n = \lim_{|{\bf E}| \to 0}(|\bar{\bf X}_n|/| {\bf E} |n)$之间的爱因斯坦关系$μ_n = βD_n$在$n$顺序中保持领先，尽管$D_n$和$μ_n$两者都不是常数而是作为$n \to \infty$而消失。我们还推广我们的方法的情况下，非常小，但有限的空位浓度$ρ$，在这种情况下，我们发现一个弹道式的法律$|\bar{\bf X}_n| = πα_0(|{\bf E}|) ρn$。我们证明，在这里，再次，$D_n$和$μ_n$，在$…
2001-01-09 cond-mat.stat-mech
Large deviations of a tracer in the symmetric exclusion process
一维对称排斥过程是最简单的相互作用粒子过程，它是由在一条离散直线上对称跳跃的粒子组成的格子气。该系统是在无限晶格上制备的，具有阶跃初始轮廓，在原点的右侧和左侧具有平均密度$ρ_{+}$和$ρ_{-}$。当$ρ_{+} = ρ_{-}$时，气体处于平衡状态，并经历平稳波动。当这些密度不相等时，气体就处于不平衡状态，并将永远保持这种状态。示踪剂或标记粒子最初位于两个区域之间的边界处;其位置$X_t$是时间上的随机可观测值，携带整个系统的非平衡动力学信息。在长时间极限下，我们导出了$X_t$的累积量母函数和大偏差函数的精确公式，并推导出示踪剂位置的全部统计性质。作为一个重要的特例，得到了密度均匀时示踪剂位置的平衡涨落。
2017-02-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Solvable continuous time random walk model of the motion of tracer particles through porous media
我们考虑示踪剂在多孔介质流动中运动的连续时间随机游走模型（CTRW），该模型基于Holzner et al.Phys.Rev.E92，013015（2015）中报道的实验确定的孔隙速度和孔隙尺寸的分布。粒子通过一个通道被建模为行走的一步。步骤的（通道）长度是随机的，并且步行者在步行的连续步骤处的速度以有限的概率守恒，模仿在转折点处不可能有速度的突然变化。我们提供了步行者的位置的特征函数的拉普拉斯变换和减少CTRW的步骤的持续时间τ，长度l和速度v的独立性的不同情况下，我们解决了我们的模型与独立的l和v。该模型包含不同形式的尾部的概率密度的小速度，随模型参数α的变化。根据这个参数，所有类型的反常扩散都可以成立，从超扩散到亚扩散。在α的有限区间内，具有对数修正的弹道行为与先前引入的具有独立l和τ的CTRW模型中观察到的弹道行为相同。考虑了示踪剂在多孔介质中扩散的普适性。
2017-05-20 cond-mat.stat-mech
Forces from coarse-graining nonequilibrium degrees of freedom: exact results
本研究探究非平衡定态下简谐阱示踪粒子的弛豫动力学，推导不同非平衡场景下的解析结果，发现非平衡粗粒化产生的额外力等特性，并提出通过条件化与钉扎弛豫的测量对比确定非平衡力的实验方法。
2024-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective Langevin equations for a polar tracer in an active bath
我们研究了一个极性示踪剂，有一个凹面，沉浸在一个二维的活性粒子悬浮液。使用布朗动力学模拟，我们测量的分布和自关联函数的力和扭矩施加在示踪剂上的活性粒子。示踪剂沿其极轴经受有限的平均力，而所有的关联函数随时间呈指数衰减。使用这些见解，我们构建了完整的粗粒度朗之万描述示踪剂的位置和方向，其中的活性粒子被归入一个有效的自推进力和指数相关的噪声。随后的介观动力学可以用五个无量纲参数来描述。我们进行了彻底的参数研究的均方位移，这说明了不同的参数如何影响示踪剂的动态，跨越从弹道扩散运动。我们还表明，示踪剂位移的分布演变从一个非高斯形状在早期阶段的高斯行为足够长的时间。
2020-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Run-and-Tumble Particles in Dense Single-File Systems
研究了拥挤单列环境中自推进粒子的极小模型。我们扩展经典模型的排斥过程（先前分析的扩散和驱动示踪粒子）的情况下，示踪粒子是一个运行和翻滚粒子（RTP），而所有的浴粒子进行对称随机行走。在高密度的浴粒子的限制，我们推导出精确的表达式的RTP位置$X$和所有的累积量，适用于任意值的翻滚概率$α$和时间$n$的全分布$\mathcal{P}_n(X)$。我们的研究结果突出了拥挤的动力学的显着影响：即使累积量的RTP位置的$α$在中间的时间尺度的增加功能，并显示一个subdiffusive异常缩放$\propto \sqrt{n}$独立于$α$在长时间的限制$n\to \infty$。这些分析结果为定量分析真实生物或人工微泳者在极端禁闭中的实验轨迹奠定了基础。
2018-07-11 cond-mat.stat-mech
From Particle Currents to Tracer Diffusion: Universal Correlation Profiles in Single-File Dynamics
本文研究单列输运中粒子关联轮廓，提出任意时刻普适形式，适用于多种随机动力学模型，并扩展至一维之外。
2024-02-08 cond-mat.stat-mech
Fast Brownian cluster dynamics
Universität Osnabrück（奥斯纳布吕克大学）；Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；Charles University（查理大学）
该研究提出了一种高效的快速布朗运动簇动力学方法，用于模拟高碰撞率下的粒子集体运动，应用于粘性硬球在周期性势场中的单文件扩散。
2024-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal scale-free decay of tracer-bath correlations in $d$-dimensional interacting particle systems
针对$d$维硬核与软核相互作用粒子系统，解析推导了示踪粒子参考系下的空间相关剖面，揭示了远距离幂律衰减指数仅取决于空间维度的普适特征，并通过数值模拟验证了其稳健性。
2025-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Large Deviations in Single File Diffusion
本文应用宏观涨落理论研究了示踪剂在相互排斥的一维相互作用粒子系统中的扩散，称为单列扩散。在具有硬核排斥的布朗点粒子的情况下，我们导出了示踪剂位置的累积母函数及其大偏差函数。在任意粒子间相互作用的一般情况下，我们用集体输运性质（即扩散系数和迁移率）来表示示踪剂位置的方差。我们的分析适用于波动（退火）和固定（淬火）的初始配置。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics of a tracer trapped in a correlated medium in the presence of a wall
SISSA --- International School for Advanced Studies（国际高等研究院）
研究了在存在壁的情况下，被相关介质捕获的示踪粒子的动力学，揭示了壁对粒子运动的影响及记忆效应的代数衰减行为。
2025-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation and fragmentation dynamics in random flows: From tracers to inertial aggregates
我们调查聚集和破碎动力学的示踪剂和惯性聚集体在随机流导致稳态尺寸分布。我们的目标是阐明聚集率的变化的影响，由于平流动力学的差异，特别是相对于惯性效应的影响。与此同时，这种聚集过程被局部水动力应力引发的碎裂所平衡。我们的研究采用了基于单个粒子的模型，跟踪每个聚集体的位置，速度和大小。我们比较了由示踪剂和惯性聚集体形成的稳态尺寸分布，其特征在于不同的尺寸和密度。一方面，我们表明，尺寸分布改变其形状与悬浮液的稀释率的变化。另一方面，我们得到的尺寸分布形成的单体之间的结合强度不同，可以重新缩放到一个单一的形式与使用的特征尺寸为致密的惯性粒子和示踪剂单体。然而，如果粒度分布包含表现为示踪剂样和惯性样的聚集体，则最后一种标度关系也失败，这导致不同标度之间的交叉。
2017-05-06 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Dynamics of a stochastically driven Brownian particle in one dimension
本文研究了由一对以不同速率扩散的硬核粒子组成的系统的动力学。当一个粒子（标记为F）向第二个粒子（标记为M）缓慢漂移和扩散时，我们求解了该模型的漂移扩散方程。粒子M的位移在一个依赖于速率常数的特征时间处表现出从扩散到漂移的交叉。我们发现，位置波动的M表现出一个中间交叉制度的子扩散分离初始和渐近扩散行为，这是在协议的完整的一套主方程描述的随机演化模型。中间交叉制度可以是相当大的取决于两个粒子的跳跃概率。这与已知的标记粒子从扩散行为到亚扩散行为的交叉形成对比，该标记粒子位于未绑定实线上的大型单列系统的内部。我们讨论我们的模型与膜突起的生物学现象，聚合肌动蛋白丝（F）推动细胞膜（M）。
2010-12-13 cond-mat.stat-mech
Tracer particle in a confined correlated medium: an adiabatic elimination method
我们提出了一个简单而系统的程序来确定耦合到一个快速波动的相关介质，建模为一个标量高斯场，在空间约束下的布朗粒子的有效动力学。该方法使我们，特别是，以解决的情况下，在该介质的波动被抑制在附近的粒子，所描述的二次耦合在底层的哈密顿。由于相关介质的限制，所得到的有效的福克-普朗克方程的功能空间依赖的漂移和扩散系数。我们将我们的方法应用到简化的流体模型的二元混合物和微乳液的临界附近含有一个胶体颗粒，我们分析了修正的固定分布的颗粒位置和扩散系数。
2022-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tagged particle in single-file diffusion with arbitrary initial conditions
对于给定的粒子的任意初始位置和一般的单粒子传播子，我们精确地计算了标记粒子的位置的全概率分布。我们认为我们的精确表达式在淬火和退火设置的热力学极限。对于一类特殊的单粒子传播子，精确的公式表示在一个简单的积分形式在淬火的情况下，而在退火的情况下，它被表示为一个简单的组合贝塞尔函数。特别是，我们专注于步骤和幂律初始配置。在前一种情况下，即使单粒子传播子是对称的，也会引起漂移。另一方面，在后一种情况下，示踪剂的位置的累积量的缩放变得不同于均匀的情况。我们提供了我们的结果的数值验证。
2017-04-13 cond-mat.stat-mech
Recoil of a driven tracer in a correlated medium
SISSA --- International School for Advanced Studies（国际高等研究院）
研究布朗粒子从恒定速度运动的谐振势阱释放后的随机动力学，发现其在关联介质中表现出反冲（反向运动），该效应在特定场动力学下呈代数形式达到最终平均位置，对临界点附近受驱胶体粒子有定性参考价值。
2025-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tracer dynamics in the active random average process
本文研究了随机平均过程中具有内部自旋变量的活性示踪粒子动力学，解析证明其位置方差呈亚扩散增长，且系数偏离马尔可夫情况但比值保持$\sqrt{2}$，并通过数值模拟验证了理论结果。
2024-06-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Anomalous, non-Gaussian tracer diffusion in heterogeneously crowded environments
当前研究的一个主题是研究生物细胞的高度拥挤环境如何影响被动扩散颗粒的动力学特性。最近的实验的动机，我们报告的结果，广泛的模拟有限大小的示踪粒子在一个异质拥挤的环境中的运动。对于给定的空间分布的单分散人群，我们演示了如何在这个模型系统中出现异常扩散与强非高斯特征。我们调查两个生物相关的情况下释放的颗粒在表面的内部域（核），或在外部边界（细胞膜），表现出明显不同的行为所观察到的异常扩散异质拥挤分布。具体来说，我们揭示了一个非常不对称的蔓延的示踪剂，即使在中等拥挤分数。除了标准的均方位移和局部扩散指数的示踪粒子，我们调查的幅度和振幅分散的时间平均均方位移的个人轨迹，非高斯参数，和van Hove关联函数的粒子位移。我们还量化了平均示踪剂扩散率如何随着拥挤物径向分布不均匀的区域中的位置而变化，并检查了示踪剂的生存概率和首次通过事件的动态行为。最后，我们讨论了我们的研究结果的相关性，在生物细胞中的单粒子跟踪测量。
2015-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Nonequilibrium fluctuations and enhanced diffusion of a driven particle in a dense environment
本文研究了示踪粒子在任意密度的稠密环境中受外力驱动而脱离平衡的扩散问题。系统在离散格点上演化，其随机动力学由主方程描述。依靠去耦近似，超越了天真的平均场处理的问题，我们计算的示踪剂的位置的波动，其平均值周围的任意尺寸的晶格，并具有不同的边界条件。我们揭示了内在的非平衡效应，如增强扩散的示踪剂引起的拥挤相互作用和外部驱动。最后，我们考虑了模型的高密度和低密度极限，并表明我们的近似方案在这些极限中变得精确。
2018-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Joint distribution of currents in the symmetric exclusion process
该研究在对称简单排斥过程中，推导了通过原点和移动参考点的电流联合分布及其与密度的相关性，满足封闭积分方程和简单边界条件，并量化了示踪位移与电流的关联。
2024-02-08 cond-mat.stat-mech
Dynamics of soft interacting particles on a comb
本研究针对梳状结构上软相互作用过阻尼布朗粒子的动力学问题，在线性化Dean-Kawasaki框架下分析密度涨落关联，推导示踪粒子扩散系数的相互作用修正，并通过数值模拟验证结果。
2025-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-Dependent Fluctuations and Superdiffusivity in the Driven Lattice Lorentz Gas
我们考虑一个示踪粒子在一个格子中的存在不动的障碍。从平衡开始，一个拉着粒子的力被打开，驱动系统进入一个新的静止状态。我们解决的示踪剂的位置沿力的方向的波动的完整的瞬态动力学。分析结果，准确的障碍物密度的第一顺序和任意强驱动，随机模拟相比。在强驱动下，波动在中间时间超扩散地增长;然而，它们总是在稳态下变得扩散。的扩散常数是非解析的小驱动，并提高了数量级，通过增加的力量。
2017-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple symmetric exclusion process driven by an asymmetric tracer particle
研究周期性一维晶格上由非对称示踪粒子驱动的排他过程，给出了稳态精确解、非平衡配分函数及流和关联公式，并发现非平衡自由能在热力学极限下无法良好定义。
2022-12-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.CO
Brownian motion near a liquid-like membrane
示踪剂分子附近的流体膜的动力学进行了研究，特别强调粒子的瞬时位置和膜波动之间的相互作用。结果表明，水动力相互作用在扩散过程中产生记忆效应。粒子的随机运动，然后示出交叉从一个“散装”到一个“表面”的扩散模式，在某种程度上，关键取决于界面的弹性性能。
2006-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Markovian modeling of non-equilibrium fluctuations and dissipation in active viscoelastic biomatter
基于一个包含示踪剂和活性粒子之间弹性耦合的哈密顿量，我们推导出一个广义Langevin模型，用于描述活性粘弹性生物物质的非平衡力学响应。我们的模型考虑了嵌入聚合物网络的幂律粘弹性响应以及活性和示踪粒子之间的非平衡能量转移。我们的频率依赖性响应函数和位置自相关函数的解析表达式同意很好的红细胞和肌动球蛋白网络与ATP的实验数据。拟合的有效活性粒子的温度，弹性常数和有效摩擦系数，我们的模型允许直接的物理解释。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unfolding Tagged Particle Histories in Single-File Diffusion: Exact Single- and Two-Tag Local Times Beyond Large Deviation Theory
粒子之间强的位置相关性使得单个文件中的示踪粒子的扩散是异常的和非马尔可夫的。虽然现在对示踪粒子的系综平均观测量已经有了很好的理解，但对相应泛函的统计，即时间平均观测量，却知之甚少。甚至还不清楚非马尔可夫性质是如何从不同时间粒子轨道之间的相关性中出现的。在这里，我们首先提出严格的结果波动和两个标签的相关性一般有界泛函遍历马尔可夫过程的可对角化的传播。他们与统计的泛函在任意时间尺度上的弛豫本征谱。然后我们研究标记粒子的局部时间--示踪粒子沿着单个轨迹在某个预定义位置上花费的时间，直到时间t。精确的结果推导出一个和两个标签的本地时间，这揭示了如何在更高的密度，因为每个连续的位移沿轨迹需要集体重排的单个粒子的历史变得相关。我们的研究结果揭示了轨迹水平上的投影诱导记忆的复杂意义，不可见的集合平均观测值，并允许详细分析单文件实验探测标记粒子探索统计。
2018-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
