Reaction fronts in stochastic exclusion models with three-site interactions
研究了远离平衡态的反应扩散系统中反应前沿的微观结构和运动。我们发现,一些三个网站的相互作用模型表现出精确的扩散冲击措施,即由一个尖锐的墙连接的不同密度的域没有相关性。在所有情况下,波动域以有序域为代价增长,有序域之间可能没有增长。结果表明,这些模型引起的方面没有看到最近邻模型,即双冲击和额外的对称性。根据对称性对系统进行了分类,并讨论了畴壁运动与自由费米子描述之间的联系。
2004-06-24 cond-mat.stat-mech
Totally asymmetric exclusion process with long-range hopping
用蒙特卡罗模拟和畴壁方法研究了一维完全非对称排斥过程(TASEP)的推广问题,其中粒子以$p_l\sim 1/l^{σ+1}$的概率向前跳跃$l$格点.对于$σ>1$,恢复了标准的TASEP相图,但当$1<σ<2$时,在过渡线附近的密度分布显示出新的特征。在一级相变线处,畴壁局域化,并观察到相分离。在最大电流阶段,曲线具有与$σ$相关的指数的代数衰减。在$σ\leq 1$制度,其中的过渡被发现是不存在的,在连续平均场近似的分析结果推导出的限制$σ=-1$。
2006-10-18 cond-mat.stat-mech
Power-law behavior in the power spectrum induced by Brownian motion of a domain wall
我们证明了在一个大而有限的系统中一维畴壁的布朗运动产生一个$ω^{-3/2}$功率谱。这被成功地应用于具有开边界的完全非对称简单排斥过程(TASEP)。我们的理论和数值计算结果之间的一个很好的协议是在畴壁运动占主导地位的频率范围内,系统的离散性是无效的。
2003-03-17 cond-mat.stat-mech
Phase transition and phase coexistence in coupled rings with driven exclusion process
我们研究了由公共扩散通道和两个平行的主动(驱动)通道组成的两个耦合闭环中的一维排斥过程。我们的模型显示批量驱动的相变和相共存的形式中的一个本地化的畴壁(DW)的活性通道中的限制,扩散和驱动的动态竞争。通过控制将输入电流调谐到有源通道中的分裂参数,当在两个有源通道中形成离域DW时,可以使系统进行离域转变。我们用数值方法计算了DW波动。
2013-03-26 cond-mat.stat-mech
Exclusion Process on two intersected lanes with constrained resources: Symmetry breaking and shock dynamics
本文研究了一类特殊拓扑网络上的排它过程,该网络具有两个双通道,竞争有限容量库中的粒子。为了提供一个理论基础,我们利用平均场近似与畴壁理论。系统的稳态性质,包括相变,密度分布和畴壁的位置解析推导。在相似的动力学规则下,两个通道的粒子仅在非对称点处相互作用。保持系统的对称性,直到粒子数不超过站点总数。然而,除此之外,对称性破缺现象发生,导致不对称相的出现,并且即使对于无限数量的颗粒也继续存在。相图的复杂性显示了一个非单调的行为与系统中的粒子数的增加。体诱导激波出现在对称相,而边界诱导激波则出现在对称相和非对称相。通过对激波位置随粒子进入量的增加而变化的监测,我们解释了可能的相变。理论结果得到了广泛的蒙特卡罗模拟的支持,并解释使用简单的物理参数。
2021-03-16 cond-mat.stat-mech
The Totally Asymmetric Simple Exclusion Process with Langmuir Kinetics
本文讨论了一维完全不对称简单排斥过程与朗缪尔动力学耦合得到的一类新的受驱动格子气。在这些动力学竞争的极限中,由此产生的晶格上的粒子的非保守流导致大但有限的系统的静止状态。我们观察到意想不到的特性,如局部边界(域壁),分离共存的低密度和高密度的粒子(相共存)的区域。一个丰富的相图,高,低密度相,两相和三相共存区和边界独立的"迈斯纳“phase. We合理化的平均场的方法在连续极限内的模拟得到的平均密度和电流剖面。随后的解析解用Lambert $W$ -函数表示。它允许充分描述的相图和提取不寻常的平均场指数,表征临界性能的畴壁。基于同样的方法,我们提供了一个本地化现象的解释。最后,我们阐明了超越平均场的现象,如畴壁的标度特性。
2004-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Feedback and Fluctuations in a Totally Asymmetric Simple Exclusion Process with Finite Resources
我们重新审视了一个完全不对称的简单排斥过程(TASEP)与开放的边界和粒子总数的全局约束[亚当斯,等。等人,2008 J. Stat.机械P06009]。在这个模型中,粒子进入晶格的速率取决于水库中可用的数量。因此,晶格上的总占用反馈到其填充过程中。虽然一个简单的畴壁理论提供了相当不错的预测蒙特卡罗模拟结果的某些数量,它没有考虑到这种反馈的波动。我们概括了以前的研究,并发现了显着改善的预测,例如,晶格上的密度分布,并提供了一个更好的理解的现象“冲击局部化。"
2008-12-09 cond-mat.stat-mech
Exclusion Processes with Internal States
我们介绍了驱动排斥过程与内部状态,作为通用的运输模型在各种情况下,从分子或车辆交通平行车道自旋电子学。随后的非平衡稳定状态是可控的边界以及散装率。在介观尺度下发现了伴随畴壁运动和离域的显著极化现象。我们量化这一观察提供精确的相图的分析描述。我们的结果证实了随机模拟。
2008-01-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical aspects of spontaneous symmetry breaking in driven flow with exclusion
我们提出了一个双车道版本的随机非平衡模型称为完全不对称的简单排斥过程的数值研究。对于具有开放边界和适当选择的外部施加粒子注入($α$)和喷射($β$)速率值的这种系统,可能发生自发对称性破缺。我们调查的统计和内部结构的随机诱导的过渡,或“翻转”,这发生在相反的对称性破缺状态之间的系统随时间的演变。从分离连续翻转的时间间隔的分布,我们表明,相关的特征时间对外部施加的速率的演变产生关于接近参数空间中的临界点的信息。在短的时间尺度上,我们探测可能存在的前兆事件之间的翻转相反的对称性破缺状态。我们研究了一个适应畴壁理论来模拟密度反转过程与翻转。
2019-07-30 cond-mat.stat-mech
Driven lattice gas with nearest-neighbor exclusion: shear-like drive
我们提出了蒙特卡罗模拟的格子气与最近邻排斥和川崎(跳跃)动力学,在非均匀驱动的影响下,在正方形晶格。该驱动器有利于沿+ $x$运动并抑制沿相反方向的运动,其随$y$线性变化,模仿具有不同速度的平行板之间的层流的速度分布。我们研究了两种驱动配置和相关的边界条件:(1)线性驱动轮廓,在零和最大偏差的层处具有刚性壁,以及(2)具有周期性边界的对称(分段线性)轮廓。在密度约为0.298时发生向亚晶格有序相的转变,低于平衡态($ρ_c \simeq 0.37$),但略高于最大偏压下均匀驱动的情况($ρ_c \simeq 0.272$)。对于较小的全局密度($ρ\leq 0.33$),粒子倾向于在低驱动区域中积聚。超过这个密度,我们观察到一个令人惊讶的逆转的密度分布,与颗粒迁移到高驱动区域,并形成类似于力链的结构在颗粒系统。
2005-07-05 cond-mat.stat-mech
Theoretical Investigation of Totally Asymmetric Exclusion Processes on Lattices with Junctions
完全不对称的简单排斥过程的晶格与结,其中粒子相互作用的硬核排斥和平行的晶格分支,在结结合成一个单一的晶格段上移动,进行了研究。一个简单的近似理论,治疗结的位置周围的平均场的方式的相关性,是为了计算固定的粒子电流,密度分布和相图。它示出,有三个可能的固定相取决于每个晶格分支的状态。在一阶相界,密度相关性是很重要的,一个修改后的唯象畴壁理论,占相关性,介绍。广泛的Monte Carlo计算机模拟进行调查的系统,它被发现,他们是在极好的协议与理论预测。
2005-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pinned or moving: states of a single shock in a ring
具有开放边界的完全不对称排斥过程(TASEP)在足够小的注入和抽取速率下会表现出移动激波或离域畴壁(DDW)。相反,在类似条件下,非均匀环中的TASEP显示出钉扎冲击或局部畴壁(LDW)[参见,例如,H. Hinsch和E. Frey,{ \em Phys. Rev. Lett.} { \bf 97},095701(2006)]。通过研究周期性的排斥过程组成的驱动(TASEP)和扩散段,我们发现LDW和DDW之间的平滑过渡,后者模仿DDW在一个开放的TASEP,基本上由扩散段的波动控制。平均场论结合蒙特卡罗模拟被用来描述出现的非平衡稳态.我们的研究提供了一个明确的路线,以控制周期性系统中的冲击波动的程度,并应在细胞生物运输的分子马达的可用性是速率限制约束有关。
2019-02-11 cond-mat.stat-mech
Steady states and phase transitions in heterogeneous asymmetric exclusion processes
研究了具有空间非齐次跳跃率的完全非对称排斥过程(TASEP)的非平衡稳态。考虑到平稳变化的跳跃率,我们表明,在一般的稳态分类的稳态电流直接类比具有均匀的跳跃率开放TASEP。我们计算的稳态体积密度分布,这是现在的空间不均匀。我们还获得了控制参数的平面中的相图,其虽然具有通常为曲线的相边界,但具有与常规开放TASEP的对应物相同的拓扑结构,与跳频率函数的形式无关。这揭示了一种在批判现象中没有遇到的普遍性。令人惊讶的是,与具有均匀跳跃的开放TASEP中的相变相反,我们对该模型中的相变的研究表明,所有三个相变本质上都是{ \em一阶}。{我们还证明,这个模型承认离域域壁(DDW)的相边界划分广义的低和高密度相在这个模型中。然而,与在具有均匀跳跃的开放TASEP中观察到的DDW相比,本模型中DDW的包络通常是曲线。
2022-12-30 cond-mat.stat-mech
The totally asymmetric exclusion process with extended objects, a model for protein synthesis
生物系统中的蛋白质合成过程类似于一维驱动的格子气,其中粒子具有空间范围,覆盖多于一个晶格位点。我们扩大了研究完全不对称排斥过程(TASEP),其中粒子通常覆盖一个单一的晶格网站,包括扩展对象的情况下。对于一个均匀的封闭系统,可以求出精确解。我们通过两种方法来分析一致开放系统。首先,一个连续极限产生一个修改后的扩散方程的颗粒密度分布。第二,基于畴壁理论的极值原理准确地预测了相图和各相中的电流。最后,我们简要地考虑了一个非均匀的开放系统与淬火无序的粒子跳跃率的近似方法,并比较这些方法与蒙特卡罗模拟。
2003-09-16 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Relaxation times in the ASEP model using a DMRG method
用DMRG方法计算了开边界条件下完全非对称排斥过程的最大弛豫时间。这使我们能够达到比以前的数值研究更大的系统尺寸。然后,我们能够表明,畴壁的唯象理论确实正确地预测了大系统的最大弛豫时间。此外,即使畴壁方法失效,我们也能得到结果,并表明KPZ动力学指数$z=3/2$在整个最大电流阶段都是恢复的。
2002-12-11 cond-mat.stat-mech
Exact domain wall theory for deterministic TASEP with parallel update
畴壁理论(DWT)已被证明是分析一维输运过程的有力工具。一个简单的版本,它被发现非常准确的完全不对称简单排除过程(TASEP)与随机顺序更新。然而,在波动较小的更新的情况下,仍然缺少DWT的一般实现,这通常与应用程序更相关。在这里,我们开发了一个精确的DWT TASEP并行更新和确定性(p=1)批量运动。值得注意的是,这个系统的动力学可以描述的运动畴壁不仅在粗粒度的水平,但也正是在微观尺度上的任意系统尺寸。这个TASEP,时间依赖性和固定的所有属性,示出遵循从一个双变量主方程的解,其变量不仅是位置,而且还畴壁的速度。在连续极限中,这个完全可解的模型允许我们对壁的位置进行福克-普朗克方程的第一原理推导。出现在这个方程中的扩散常数与传统的“简单”DWT得到的扩散常数不同。
2013-10-25 cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous asymmetric exclusion processes between two reservoirs : large deviations for the local empirical observables in the Mean-Field approximation
对于一个给定的非齐次排斥过程的$N$网站之间的两个水库,轨迹概率允许识别相关的本地经验观测值,并获得相应的率函数在2.5级。为了关闭层次的经验动力学中出现的平稳性约束,我们认为最简单的近似,即平均场近似的经验密度的两个连续的网站,直接对应于以前研究的平均场近似的稳定状态。对于一个给定的非均匀的完全不对称模型(TASEP),这种平均场近似产生的经验密度分布和经验电流的平均场稳态周围的联合分布的大偏差;进一步明确的收缩电流允许单独获得经验密度分布的大偏差。对于一个给定的非齐次非对称模型(ASEP),当地的经验观测值也涉及经验活动的链接和水库,这些活动的进一步明确收缩产生的经验密度分布和经验电流的联合分布的大偏差。在这两种情况下的时间加性空间局部观测量的大偏差性质的后果也进行了讨论。
2021-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Domain-wall melting in all-to-all QSSEP from random-matrix theory
Laboratoire de Physique de l’École Normale Superieure, CNRS, ENS & Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎高等师范学校物理实验室,法国国家科学研究中心,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna and INFN, Sezione di Bologna(博洛尼亚大学物理与天文学系,意大利国家核物理研究所博洛尼部分所)
研究全连接量子简单排除过程中的域墙熔化现象,利用随机矩阵理论谱结果,推导出相关物理量的实时动力学,并通过von Neumann纠缠熵和电荷全计数统计验证量子与经典过程的一致性和极限行为。
2026-04-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Defect versus defect: stationary states of single file marching in periodic landscapes with road blocks
本文研究周期TASEP中两类缺陷(点缺陷与扩展缺陷)竞争对单列粒子流稳态的影响,发现粒子数守恒与缺陷竞争导致局域畴壁的不连续转变或离域畴壁对的出现,并可用最小电流原理判定主导缺陷。
2024-12-29 cond-mat.stat-mech
Dynamic correlation functions and Boltzmann Langevin approach for driven one dimensional lattice gas
我们用唯象理论和广泛的蒙特卡罗模拟研究了具有开放边界的完全非对称排斥过程的动力学。结合畴壁理论与动力学方法称为玻尔兹曼-朗之万理论,我们能够给出一个完整的定性图片的动态在低和高密度制度,并在相应的相边界。在高和低密度相之间的共存线,我们观察到的局部密度波动和集体畴壁运动,这是很好地占玻尔兹曼-朗之万和畴壁理论,分别时间尺度分离。我们目前的Monte Carlo数据的关联函数和功率谱在整个参数范围内的模型。
2005-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Supersymmetry on the honeycomb lattice: resonating charge stripes, superfrustration, and domain walls
本文研究了蜂窝晶格上无自旋费米子模型的晶格超对称性,通过精确对角化等方法揭示了其丰富的相结构,包括非费米液体行为和基态简并度,并探讨了放宽超对称性要求对结果稳定性的影响。
2023-07-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase Coexistence in Driven One Dimensional Transport
本文研究了具有随机粒子附着和脱附的一维完全非对称排斥过程。由此产生的动态导致意想不到的固定制度的大型但有限的系统。这种制度的特征在于由畴壁分隔的低密度和高密度区域的相共存。我们使用平均场的方法来解释由蒙特卡罗模拟得到的数值结果,我们预测的相图中的热力学极限的非保守动力学。
2003-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature-driven flows in nanochannels: Theory and Simulations
本文利用守恒定律求解平板几何中稳态热渗透流方程,将热渗透系数表示为质量流-热流关联函数,并通过二维非平衡分子动力学模拟验证了理论预测。
2024-11-12 cond-mat.stat-mech
One-Dimensional Traffic Flow Models: Theory and Computer Simulations
本文简要回顾了非平衡现象研究的理论进展,着重介绍了一维受驱动晶格气体的稳态性质。介绍的重点是完全不对称的简单排除过程(TASEP)与开放的边界条件:粒子注入在左端率α和删除在右端率β。根据这些参数的值,该模型表现出三个固定相,分离的第一和第二阶非平衡相变线。新的模拟结果的功率谱的波动的总数量的颗粒在不同阶段的系统。我们的理论贡献涉及的功率谱在畴壁图片的共存的低和高密度相的近似评价。最后,我们回顾了我们最近的一些结果TASEP定义在一个开放的网络包含一个双链节在中间。借助于忽略链节连接处关联的简单理论,找到了该模型可能的相结构,并通过计算机模拟得到了该模型在相图代表点的稳态密度分布和最近邻关联。在共存线上,发现中间截面的分支中的等效位置之间存在互相关。
2008-03-18 cond-mat.stat-mech
On-site residence time in a driven diffusive system: violation and recovery of mean-field
我们研究简单的一维驱动扩散系统与开放的边界。我们感兴趣的是平均在现场停留时间定义为时间的粒子在一个给定的网站之前移动到下一个网站。利用平均场论,我们得到了一个解析表达式的现场停留时间。通过比较分析预测与数值计算,我们表明,平均场显着低估的停留时间,由于忽略了时间的相关性,在当地的粒子密度。在平均激波位置附近的时间相关性特别长,在那里密度从低到高突然变化。通过使用域壁理论(DWT),我们获得了不同边界条件下的停留时间的高度准确的估计。我们应用我们的分析方法,在一个完全不对称的排斥过程(TASEP),TASEP耦合到朗缪尔动力学(TASEP + LK),和TASEP耦合到相互作用的LK(TASEP +牛奶)的停留时间。通过与详细的蒙特卡罗模拟进行比较,验证了我们预测的高精度。
2016-01-13 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph