An exact solution for the KPZ equation with flat initial conditions
首次精确计算了一维连续KPZ生长方程在平坦初始条件下任意时刻的高度分布$t$。我们使用的映射到一个有向聚合物(DP)与一端固定,一个自由,和复制的吸引力玻色子模型的Bethe Anglands。我们得到了DP分区和的矩的生成函数作为Fredholm Pfiderian。我们的公式,适用于所有时间,表现出收敛的自由能(即KPZ高度)分布的GOE特雷西Widom分布在大的时间。
2011-04-11 cond-mat.stat-mech
One-point height fluctuations and two-point correlators of $(2+1)$ cylindrical KPZ systems
本文通过大规模数值模拟研究了$(2+1)$维圆柱形KPZ系统的单点高度分布与两点协方差,揭示了其普适性及空间协方差的方向差异性,并提出了时间协方差渐近衰减的标度律,完善了该普适类的统计图景。
2023-05-01 cond-mat.stat-mech
The one-dimensional KPZ equation: an exact solution and its universality
我们报告的KPZ方程在一维的第一个精确解,与初始条件,物理上对应于一个宏观弯曲的高度轮廓的运动。该解为所有$t>0$的高度$h(x,t)$的概率分布函数提供了行列式公式。特别是,我们表明,对于大$t$,在规模$t^{1/3}$,统计是由Tracy Widom分布,已知已经从理论的GUE随机矩阵。我们的解决方案证实,KPZ方程描述的界面运动在弱驱动力的制度。在此范围内,KPZ方程详细说明了如何接近长时间渐近性。
2010-05-12 cond-mat.stat-mech
Height distributions in competitive one-dimensional Kardar-Parisi-Zhang systems
研究了竞争RSOS-BD模型中Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)公式的有效性以及模型中Edwards-Wilkinson(EW)标度附近高度分布的普适性.使用数值模拟很长一段时间,我们表明,该系统是渐近KPZ,正如预期的那样,RSOS组件的概率值非常接近p = p_c \approx 0.83。即生长指数收敛到β_{KPZ} = 1/3,HDs收敛到GOE Tracy-Widom分布,但HDs的收敛速度较快。虽然EW-KPZ交叉出现在粗糙度标度中,在p_c附近的广泛概率p范围内,但在相同区间内的HD中未观察到高斯-GOE交叉,可能仅限于非常接近p_c的p值。这些结果改进了de Assis等人[Phys. Rev. E 86,051607(2012)]最近报道的结果,其中,基于较小的模拟,KPZ标度被认为在p_c附近的宽范围p中破裂。
2013-03-05 cond-mat.stat-mech
Short-time height distribution in 1d KPZ equation: starting from a parabola
本文研究了从抛物界面出发的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程在$1+1$维下表面高度$h(x=0,t)=H$的概率分布$\mathcal{P}(H,t,L)$,即$h(x,t=0)=x^2/L$ . $L\to\infty$和$L\to 0$的极限最近已被精确地解决了任何$t>0$。在这里,我们解决的早期行为的$\mathcal{P}(H,t,L)$一般$L$。我们采用弱噪声理论-WKB近似的一种变体-它产生的界面的最佳历史,条件是达到给定的高度$H$在原点的时间$t$。我们发现,在小$H$ $\mathcal{P}(H,t,L)$是高斯,但它的尾巴是非高斯和高度不对称的。在前导序列中,在适当的运动标架中,尾部表现为$-\ln \mathcal{P}= f_{+}|H|^{5/2}/t^{1/2}$和$f_{-}|H|^{3/2}/t^{1/2}$。因子$f_{+}(L,t)$作为$L$的函数单调增加,在先前已知的$L=0$和$L=\infty$处的与时间无关的值之间插值。因子$f_{-}$独立于$L$和$t$,表明了这条尾巴对于整个一类确定性初始条件的普遍性。
2016-09-08 cond-mat.stat-mech
On the origins of scaling corrections in ballistic growth models
我们研究了二维衬底上的弹道沉积和晶粒沉积模型。使用的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)的高度波动anastomosis,我们表明,主要的贡献的内在宽度,这会导致强烈的修正缩放,来自沿沉积事件的高度增量的波动。考虑到标度分析中的这种校正,我们获得了与KPZ类非常一致的标度指数。我们还提出了一种方法来抑制这些校正,其中包括在划分的大小为$\varepsilon$的箱子的表面,并只使用每个箱子内的最大高度做统计。再次,标度指数显着协议与KPZ类被发现。binning方法允许的弹道模型的高度分布的准确测定在增长和稳态制度,提供普遍的潜在波动预见KPZ类在2+1维。我们的结果提供了完整和确凿的证据,弹道模型属于$2+1$维的KPZ普适类。在这里开发的方法,在数值和实验中的潜在应用进行了讨论。
2014-09-08 cond-mat.stat-mech
Entropy production and fluctuation relations for a KPZ interface
本文研究了KPZ方程的微观实现--受限固体-固体生长模型中的熵产生和涨落关系。精确地在相图的特定线上求解一维模型,我们证明熵产生量化了离平衡的距离。此外,作为一个例子,一个物理相关的电流不同的熵,我们研究的大偏差函数与界面高度的对称性。在长度L=4的系统的特殊情况下,我们发现高度变化的概率分布具有对称的大偏差函数,显示出不同于Gallavotti-Cohen对称性的对称性。
2010-08-20 cond-mat.stat-mech
The height distribution of the KPZ equation with sharp wedge initial condition: numerical evaluations
最近得到了具有尖楔初始条件的Kardar-Parisi-Zhang方程的高度随时间变化的概率分布函数,它是Gumbel分布与两个Fredholm行列式之差的卷积.我们在整个时间跨度的数字评估这种分布。从短时间行为(高斯)到长时间行为(由GUE Tracy-Widom分布控制)的交叉清晰可见。
2011-07-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Time-averaged height distribution of the Kardar-Parisi-Zhang interface
本文研究了1+1维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)界面$h\left(x,t\right)$在点$x=0$处时均高度$\bar{H}=(1/t)\int_0^t h(x=0,t')\,dt'$的完全概率分布$\mathcal{P}\left(\bar{H},t\right)$.我们专注于短时间和平坦的初始条件,并采用最佳波动方法来确定的方差和第三累积量的分布,以及非对称拉伸指数尾部。尾部按比例缩放为$-\ln\mathcal{P}\sim\left|\bar{H}\right|^{3/2} \! /\sqrt{t}$和$-\ln\mathcal{P}\sim\left|\bar{H}\right|^{5/2} \! /\sqrt{t}$,类似于先前确定的指定时间$t'=t$单点KPZ高度统计的尾部。最佳界面的历史,主导这些尾巴,是显着不同的。值得注意的是,在$x=0$处的界面高度的最佳历史$h\left(x=0,t\right)$是时间的非单调函数:在中间时间达到最大(或最小)界面高度。我们还解决了一个更一般的问题,确定观察一个给定的高度历史的KPZ接口点$x=0$的概率密度。
2019-04-01 cond-mat.stat-mech
Height distribution tails in the Kardar-Parisi-Zhang equation with Brownian initial conditions
对于稳定的界面生长,由Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程在1 + 1维,在长时间的界面高度的典型波动描述的Baik-Rains分布。最近Chhita等人[1]使用完全不对称简单排斥过程(TASEP)研究了具有任意扩散常数的布朗界面的KPZ普适类系统的高度涨落。他们表明,有一个单参数的长期分布族,由初始随机高度分布的扩散常数参数化。他们还使用Monte Carlo(MC)模拟数值计算了这些分布。在这里,我们解决这个问题的分析和集中在短时间内的分布尾巴。我们确定(拉伸指数)的高度分布的尾部应用最佳波动方法(OFM)的KPZ方程。我们认为,通过与其他初始条件的类比,“慢”尾在任意时刻都成立,因此为文献[1]中研究的长时间分布族提供了一个适当的渐近解。我们验证了这一假设进行大规模MC模拟的TASEP与并行更新规则。由OFM预测的“快”尾,在足够大的高度上,也被期望在任意时间保持。
2017-10-31 cond-mat.stat-mech
Exact height distributions for the KPZ equation with narrow wedge initial condition
本文考虑一维KPZ方程的窄楔型初值问题,$h(x,t=0)=- |x|/δ$,$δ\ll 1$ .在已有的关于具有阶跃初始条件的弱非对称简单排斥过程的结果的基础上,得到了一个对任意$x$和$t>0$都成立的解$h(x,t)$的一点分布的行列式公式.相应的分布函数在长时间极限$t\to\infty$收敛到Tracy-Widom分布。一阶校正是阶数移位$t^{-1/3}$。我们提供了基于精确公式的数值计算。
2010-02-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
High-precision simulation of the height distribution for the KPZ equation
利用高温下无规势场中定向聚合物的映射,数值求解了连续介质Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程的单点高度分布.使用重要性抽样方法,在大范围的值上获得分布,直到尾部的概率密度小至10^{-1000}。短期和长期的研究和最近的分析预测的大偏差形式的概率罕见的波动进行比较。在短时间内,与解析表达式的一致性是惊人的。我们观察到,最左边和最右边的尾巴,指数分别为5/2和3/2,被保存到大的时间。我们提出了一些证据的预测非平凡的交叉在左尾从5/2尾指数的三次尾的Tracy-Widom,虽然完整的缩放形式的细节仍然遥不可及。
2018-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Classical action for the height within the Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) equation for surface growth
本文通过积分掉 MSR 作用量中的量子约束场,构造 KPZ 表面生长方程的经典作用量,并在高斯与单圈近似下分析表面粗糙化不稳定性,发现单圈修正会生成额外项并改变不稳定性的临界维度。
2024-05-03 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Universal fluctuations in the growth of semiconductor thin films
研究了热壁外延CdTe/Si(100)多晶薄膜表面涨落的标度特性。丘状生长区的表面粗糙度增长指数和自关联函数的动力学指数与Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)类的值一致。高度,局部粗糙度和极值高度的比例分布显示出显着的崩溃与那些KPZ类,给出了第一个实验观察的KPZ分布在$2+1$尺寸。从KPZ值的动态和粗糙度指数的长期估计的偏差解释的虚假影响的多峰聚结土堆和晶粒形状的影响。因此,这一计划的调查普遍性类的生长膜的进展,在简单的比较标度指数。
2013-12-05 cond-mat.stat-mech
Replica approach to the KPZ equation with half Brownian motion initial condition
考虑一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程的半布朗运动初值问题,利用弱非对称简单排斥过程研究了该方程.我们采用的副本Bethe anastomosis和显示的生成函数的指数时刻的高度表示为Fredholm行列式。由此研究了高度分布及其渐近性。此外,利用复形法还讨论了多点高程分布。我们发现变形Airy函数的一些优良性质在分析中起着重要的作用。
2012-06-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Height and roughness distributions in thin films with Kardar-Parisi-Zhang scaling
我们研究的高度和粗糙度分布的薄膜生长的离散Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)模型在一个小的时间制度,预计平行的典型的实验条件。这些分布是用尺寸为$8\leq r\leq 128$的正方形窗口滑过更大的表面来测量的。弱有限尺寸修正模型的结果表明,高度分布的偏度和峰度的绝对值分别收敛到$0.2\leq |S|\leq 0.3$和$0\leq Q\leq 0.5$。尽管这些结果的准确性低,他们提供了额外的支持,最近声称的KPZ缩放低聚物膜。然而,有显着的有限尺寸的影响,在缩放的高度分布的模型与大的局部斜率,如弹道沉积,这表明,高度分布的比较不能用来排除KPZ缩放。另一方面,相同模型的粗糙度分布显示出良好的数据崩溃,对时间和窗口大小的依赖可以忽略不计。粗糙度分布的偏度和峰度估计值为$1.7\leq S\leq 2$和$3\leq Q\leq 7$。发现了2 + 1维KPZ系统的一个特殊的指数尾。此外,KPZ粗糙度分布不能由$1/f^α$噪声的那些拟合。这项研究表明,粗糙度分布是最好的选择,以测试KPZ缩放的增长制度,并提供定量数据,为未来的比较与其他模型或实验。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Two-time height distribution for 1D KPZ growth: the recent exact result and its tail via replica
我们考虑了Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类描述的高度为$h(x,t)$的一维界面的随机增长中的涨落。研究了液滴初始条件为$t=0$,两次$t_1$和$t_2>t_1$时界面高度的联合概率分布函数(JPDF).在大时间的限制下,预计该JPDF将成为时间比$t_2/t_1$以及(适当缩放的)高度$h(x,t_1)$和$h(x,t_2)$的通用函数。在[J. Stat. Mech.(2017)053212]我们获得了(部分)尾部区域中JPDF的公式,其中$h(x,t_1)$较大且为正,随后发现与实验和数值数据非常吻合[Phys. Rev. Lett. 118,125701(2017)]。在这里,我们表明,我们的结果与Johansson最近严格表达的完整JPDF [arXiv:1802.00729 ]完全一致,从而证实了我们方法的有效性。
2018-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Description of KPZ interface growth by stochastic Loewner evolution
Institute of Natural Sciences, College of Humanities and Sciences, Nihon University(日本大学人文科学部自然科学研究所);College of Art, Nihon University(日本大学艺术学部)
本文研究了kpz方程与随机洛ewner方程的关系,揭示了界面生长的动力学特征及洛ewner熵的物理意义。
2026-04-04 cond-mat.stat-mech
Short time growth of a KPZ interface with flat initial conditions
从一个端点自由而另一个端点固定的定向高分子的配分函数的矩的精确表达式出发,得到了具有平坦初始条件的1+1维KPZ生长方程的短时行为.从这些表达式出发,精确地导出了KPZ高度场最低累积量的短时展开式。这两类累积量的结果进行了检查,在高精度的格子数值模拟。这里考虑的短时间限制是相关的大扩散率/弱噪声限制的界面生长的研究,并描述了一个最初的平面界面的爱德华兹-威尔金森和KPZ普遍性类之间的通用交叉。
2012-11-10 cond-mat.stat-mech
Universal correlators and distributions as experimental signatures of 2+1 Kardar-Parisi-Zhang growth
我们研究了2+1 Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适性类的瞬时生长机制中的高度-高度相关性,特别关注底层两点统计的{ \it空间协方差},1+1 KPZ类Airy $_1$过程的高维模拟。通过与二维有机薄膜的AFM动力学粗糙化数据的比较,我们使用我们的通用2+1 KPZ空间协方差来提取该实验系统的关键尺度参数。此外,我们探讨了i)高度,ii)局部粗糙度,和iii)极值分布特征的这些低聚物薄膜,发现令人信服的协议在所有情况下与我们的数值积分的KPZ方程本身。最后,研究了2+1 KPZ类模型的非平衡弛豫现象,发现了一个普遍的KPZ时效动力学。在时域中具有大量数据的实验中,我们的2+1 KPZ Euler { \it时间协方差}将允许快速、独立地估计中心KPZ标度参数。
2014-03-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact short-time height distribution in 1D KPZ equation and edge fermions at high temperature
我们考虑了在弯曲(或液滴)几何中$1+1$维的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程的早期状态。我们表明,对于短时间$t$,概率分布$P(H,t)$的高度$H$在一个给定的点$x$采取缩放形式$P(H,t) \sim \exp{\left(-Φ_{\rm drop}(H)/\sqrt{t} \right)}$的速率函数$Φ_{\rm drop}(H)$是准确计算。虽然它在中心是高斯的,即,对于小的$H$,PDF具有高度不对称的非高斯尾部,我们详细描述了这些尾部。这个函数$Φ_{\rm drop}(H)$令人惊讶地让人想起描述属于KPZ普适类的有限尺寸模型的平稳波动的大偏差函数。由于最近发现的KPZ和自由费米子之间的联系,我们的结果有有趣的影响,在高温下的谐波陷阱中的最右边的费米子的波动和完整的计数统计的边缘。
2017-04-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Tail of the two-time height distribution for KPZ growth in one dimension
对于Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类所描述的一维增长模型,如何获得精确的多时间相关性是一个悬而未决的问题。在这里,我们研究的联合概率分布函数(JPDF)的高度的KPZ方程与液滴的初始条件,在两个不同的时间$t_1<t_2$,在限制,其中两个时间是大的,它们的比例$t_2/t_1$是固定的。这映射到具有两个不同长度和相同随机势的两个定向聚合物的自由能的JPDF。当JPDF的一个自变量(即$t_1$的KPZ高度)为大且正值时,利用复制Bethe变换(RBA)方法得到了JPDF的精确尾部.我们的公式在两个极限之间插值,其中JPDF为:(i)对于$t_2/t_1 \to +\infty$,为两个GUE Tracy-Widom(TW)分布的乘积;(ii)对于$t_2/t_1 \to 1^+$,为GUE-TW分布和Baik-Rains分布(与平稳KPZ演化相关)的乘积。在时间$t_2$的高度的最低累积量,在时间$t_1$的一个条件下,被解析地表示为这些限制周围的扩展,并对任意$t_2/t_1$进行数值计算。此外,我们计算连接的两个时间的相关性,条件是一个足够大的值在$t_1$,提供了一个定量预测的所谓的持久性的相关性(或遍历性打破)从液滴初始条件的时间演化。我们的RBA结果进行了比较,根据艾里过程的参数,令人满意的协议。这些预测对KPZ类中的所有模型都是通用的,并且应该在…
2017-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Universal fluctuations in KPZ growth on one-dimensional flat substrates
我们提出了一个数值研究的高度分布(HDs)的演化属于Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类的界面生长模型。生长在最初平坦的衬底上进行。所有研究模型得到的HD非常好地拟合理论预测的高斯正交包络(GOE)分布。第一个累积量有一个位移,消失为$t^{-1/3}$,而$2\le n\le 4$阶累积量收敛到GOE为$t^{-2/3}$或更快,以前在其他KPZ系统中观察到的行为。这些结果产生了一个新的证据,在平坦衬底上的KPZ生长的GOE分布的普遍性。最后,我们进一步表明,表面描述的Airy $_{1}$过程。
2011-12-09 cond-mat.stat-mech
Universal fluctuation of the average height in the early-time regime of the one-dimensional Kardar-Parisi-Zhang-type growth
研究了一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)型曲面平均高度涨落的统计特性。在局域平稳性思想的指导下,我们从已知的定态特征函数出发,导出了在早期区域特征函数的标度形式,即$t\ll N^{3/2}$与$t$时间和$N$系统大小的标度形式($t\gg N^{3/2}$)的单步模型,可从贝特Angloman解决方案,从而发现了早期区域中累积量和大偏差函数的标度性质。这些结果与KPZ方程的标度分析相结合,暗示了累积量的普适标度函数和普适大偏差函数的存在。两种不同模型的模拟结果支持的分析预测。
2006-05-30 cond-mat.stat-mech
Mirror symmetry breakdown in the Kardar-Parisi-Zhang universality class
本文通过 TASEP 大规模模拟研究 KPZ 普适类,发现负向电流/高度涨落中初始状态序参量呈双峰分布,源于点对称激波剖面与镜像对称性破缺。
2024-07-02 cond-mat.stat-mech
Height fluctuations for the stationary KPZ equation
我们计算了定态KPZ方程的单点概率分布(即初始数据H(0,X)=B(X),对于B(X)是一个双侧标准布朗运动),并证明了当时间T趋于无穷大时,高度函数H(T,X)的涨落像T^{1/3}一样增长,并收敛到以前在研究平稳的完全不对称简单排它过程时遇到的涨落,多核生长模型和最后一次渗流。这项工作的出发点是我们推导出一个弗雷德霍姆行列式公式的麦克唐纳过程退化到相应的惠特克过程的公式。我们将其与混合半离散和对数伽马随机聚合物的聚合物模型相关。该模型的一个特例是KPZ方程的极限,初始数据由双侧布朗运动给出,漂移β在原点左侧,b在原点右侧。弗雷德霍姆行列式对于beta>b有一个极限,而beta=b(对应于平稳的初始数据)的情况可以从一个解析延拓论证中得出。
2022-12-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Scaling, cumulant ratios and height distribution of the ballistic deposition in 3+1 and 4+1 dimensions
利用Alves \textit{et al}提出的方法研究了高维弹道沉积模型中标度修正的起源。[Phys Rev. E $d=2+1$,052405(20014)]中的方法,其中明确考虑了与沉积工艺期间的高度增量的波动相关联的固有宽度。在目前的工作中,我们表明,这个概念适用于$d=3+1$和4+1维。我们已经发现,生长和粗糙度指数和无量纲累积比与其他模型一致,提出小的有限时间修正的标度,原则上属于Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类在$d=3+1$和4+1。我们的结果构成了一个新的证据,即上临界尺寸的KPZ类,如果它存在,是大于4。
2016-04-07 cond-mat.stat-mech
Exact short-time height distribution in 1D KPZ equation with Brownian initial condition
利用精确的Fredholm行列式表示,研究了$1+1$维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程的初态.对于大的漂移,我们恢复液滴初始条件的确切结果,而一个消失的小漂移描述的固定KPZ的情况下,最近研究的弱噪声理论(WNT)。我们证明了对于短时间$t$,高度$H$在给定点的概率分布$P(H,t)$取大偏差形式$P(H,t) \sim \exp{\left(-Φ(H)/\sqrt{t} \right)}$ .我们得到了$H<H_{c2}$的速率函数$Φ(H)$的精确表达式。我们的精确表达式为$H_{c2}$数值上一致的值,WNT被发现表现出自发反射对称性破缺。我们提出了两个延续$H>H_{c2}$,这显然对应于对称和非对称WNT解决方案。速率函数$Φ(H)$在中心是高斯的,而它具有不对称的尾部,$|H|^{5/2}$在负$H$侧,而$H^{3/2}$在正$H$侧。
2017-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Large deviations for the height in 1D Kardar-Parisi-Zhang growth at late times
研究了Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适类的$1+1$维增长模型中原点高度$H \sim {\cal O}(t)$在后期的极大偏差.我们提出的离散单步生长模型的速率函数,以及连续KPZ方程在液滴几何形状的精确结果。基于我们精确计算的速率函数,我们认为,在KPZ类的模型进行了三阶相变从强耦合到弱耦合相,在晚的时候。
2016-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Local average height distribution of fluctuating interfaces
生长表面的高度波动可以用有限时刻空间点上高度的概率分布来表征。近年来,关于$1+1$维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程的这个量的研究取得了令人瞩目的进展.在这里,我们注意到,在临界尺寸或以上,有限时间的一点高度分布在广泛的线性表面生长模型中是不好定义的,除非模型在小尺度下正则化。通过依赖于系统的小尺度截断的正则化导致普适性的部分损失。作为一种可能的替代方案,我们引入了\emph{local average height}。对于线性模型,这个量的概率密度在任何维度上都是明确定义的。这些模型的弱噪声理论(WNT)产生的“最佳路径”的界面上的局部平均高度的非平衡波动的条件。作为一个例子,我们考虑保守的爱德华-威尔金森(EW)方程,其中,没有正则化,有限时间的一点高度分布在所有的物理维度是不明确的。我们还确定了一个密切相关的问题的有限时间\emph{height-difference}分布的非保守EW方程在$1+1$维的界面的最佳路径。最后,我们讨论了$2+1$维(非正则化)KPZ方程中有限时间单点高度分布的UV突变。
2016-12-28 cond-mat.stat-mech
An invariance principle for the 1D KPZ equation
本文证明在适当缩放下,一类满足等变、对称且光滑的离散随机表面模型收敛于1D KPZ方程的Cole-Hopf解,建立类似Donsker定理的不变原理。
2023-09-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
On the upper critical dimension of the KPZ universality class: KPZ and related equations on a fully connected graph
Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学);Instituto de Computación Científica Avanzada de Extremadura (ICCAEx), Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉先进计算研究所 (ICCAEx));Universidad Carlos III de Madrid(马德里卡洛斯三世大学)
研究显示,在完全连接图上KPZ非线性在大N极限下无关,导致EW类动力学,界面渐近平坦。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Competing Universalities in Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) Growth Models
本文研究了具有弯曲和平坦初始条件的两个相互作用的(1+1)维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)界面交点处高度涨落的普适性.我们引入一个控制参数p作为初始平坦几何的概率,并计算作为p的函数的相图。我们发现,波动的分布收敛到高斯正交系综Tracy-Widom(TW)分布p<0.5,和高斯酉系综TW分布p>0.5。当p=0.5时,两个几何的权重相等,在布朗运动的普适类中,该行为由一个突现的高斯统计决定。我们提出了一个现象学理论来解释我们的研究结果,并讨论了可能的应用在非平衡运输和交通流。
2019-01-17 cond-mat.stat-mech
Brownian bridges for late time asymptotics of KPZ fluctuations in finite volume
研究了一维周期边界完全非对称简单排斥过程中的高度涨落,重点研究了初始条件对非平衡定态的后期弛豫的影响.利用主本征态的矩阵乘积表示的重新表述,在大尺度上的高度的统计表示,对于任意的初始条件,在独立的标准布朗桥的极值。与早期的精确贝特渐近比较,导致显式的非相交布朗桥的端点之间的距离呈指数分布的条件概率。
2018-08-23 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact short-time height distribution for the flat Kardar-Parisi-Zhang interface
在平坦初始条件下,我们确定了1+1 Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)界面单点高度$H=h(x=0,t)$的精确短时分布$-\ln \mathcal{P}_{\text{f}}\left(H,t\right)= S_{\text{f}} \left(H\right)/\sqrt{t}$.这是通过结合(i)最佳波动方法,(ii)1+1维KPZ方程的时间反演对称性,和(iii)最近确定的精确的短时高度分布$-\ln \mathcal{P}_{\text{st}}\left(H,t\right)= S_{\text{st}} \left(H\right)/\sqrt{t}$为\emph{stationary}初始条件。在研究后者的大偏差函数$S_{\text{st}} \left(H\right)$时,遇到两个分支:解析和非解析。分析分支是非物理的超过一个临界值的$H$的二阶动态相变发生。在这里,我们表明,值得注意的是,它是$S_{\text{st}} \left(H\right)$的分析分支,它确定了大偏差函数$S_{\text{f}} \left(H\right)$的平坦接口通过一个简单的映射$S_{\text{f}}\left(H\right)=2^{-3/2}S_{\text{st}}\left(2H\right)$。
2018-04-30 cond-mat.stat-mech
Interface fluctuations for deposition on enlarging flat substrates
我们调查固体上的固体模型,属于Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)的普遍性类基板上,以恒定的速度横向扩展的重复列。尽管零的全球曲率,我们表明,所有研究模型的渐近高度分布和空间协方差与预期的KPZ子类曲面。在$1+1$维中,高度分布和协方差由GUE Tracy-Widom分布和Airy $_2$过程给出,而不是为平坦界面预见的GOE和Airy $_1$。这些结果意味着,当KPZ类分裂成弯曲和平坦的子类,如传统上认为,扩大基板可能发挥的作用相当于,或者可能比全球曲率更重要。此外,平移不变性的界面上不断增长的域,使我们能够准确地确定,在$2+1$尺寸,模拟的GUE Tracy-Widom分布的高度分布和艾里$_2$过程的空间协方差。时间协方差也计算和显示是普遍的,在每个维度和两个子类。观察到与柱重复相关的对数校正,并从理论上进行了阐述。最后,交叉制度与固定尺寸和扩大基板也进行了研究。
2014-09-06 cond-mat.stat-mech
On Time Correlations for KPZ Growth in One Dimension
重新考虑了1+1维KPZ增长的时间相关性。我们讨论平坦,弯曲,和固定的初始条件和感兴趣的协方差的高度作为时间的函数在基板上的一个固定点。在每种情况下,短期和长期的协方差的幂律。它们来自一个变分问题,涉及两个独立的艾里过程。对于定常初始条件,我们用两种方法导出了定常协方差的精确公式:(1)变分问题和(2)导出相应的驱动格子气在原点的时间积分电流的协方差。在平稳的情况下,我们还推导出了高度梯度协方差的大时间行为。
2016-07-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact short-time height distribution and dynamical phase transition in the relaxation of a Kardar-Parisi-Zhang interface with random initial condition
本文研究了一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)界面的单点高度$H=h(x=0,t)$的松弛(无噪声)统计,其中$h(x,t)$是从布朗(随机)初始条件开始的一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)界面的演化高度.我们发现,在短时间内,$H$的分布采取相同的标度形式$-\ln\mathcal{P}\left(H,t\right)=S\left(H\right)/\sqrt{t}$作为KPZ界面的H的分布由噪声驱动,我们找到了确切的大偏差函数$S(H)$解析。在临界值$H=H_c$处,$S(H)$的二阶导数跳跃,发出动态相变(DPT)的信号。此外,我们精确地计算出最有可能的历史的接口,导致一个给定的$H$,并表明,DPT与自发破缺的镜像对称$x \leftrightarrow -x$的接口。反过来,我们发现,这种对称性破缺是一个后果的非凸性的大偏差函数,是密切相关的$S(H)$,并描述了一个类似的问题,但在半空间。此外,临界点$H_c$与半空间问题的大偏差函数的拐点有关。
2022-10-20 cond-mat.stat-mech
Ballistic deposition patterns beneath a growing KPZ interface
我们考虑一个(1+1)维弹道沉积过程的次近邻相互作用,它属于KPZ普适类,并引入一个类似于随机强迫连续Burgers方程的变分公式。这允许识别的特征结构的大部分增长的聚集体(“集群”和“裂缝”)与最小化和冲击的Burgers湍流,并引入一种新的装备艾里过程的弹道增长。我们称之为“毛艾里过程”,并调查其统计数字。我们还确定了标度律,其特征在于弹道沉积模式的散装:法律的“变薄”的森林集群的高度增加,法律的横向波动的集群边界,和集群的大小分布。相应的临界指数的确定正是基于与Burgers湍流的类比和简单的标度考虑。
2010-07-16 cond-mat.stat-mech
Interface dynamics from experimental data
提出了一种从实验数据中提取Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程耦合参数的新算法。该方法基于福克-普朗克方程和经典的最小二乘误差方法。它通过确定性的空间相关方程适当地考虑了地表高度的起伏。我们将其应用到1+1 KPZ方程,并仔细比较其结果与以前的调查。与以前的方法不同,我们的方法不需要很大的尺寸,并且在修改观测的采样时间下是稳定的。指出了连续KPZ方程标准离散化方法的不足之处,并对今后的研究方向进行了展望。
2000-05-22 cond-mat.stat-mech
Delta-Bose gas on a half-line and the KPZ equation: boundary bound states and unbinding transitions
我们重新研究了在半空间$\mathbb{R}^+$中具有吸引力δ相互作用的一维$n$玻色子的Lieb-Liniger模型。该模型对任意值的$b \in \mathbb{R}$(与边界的相互作用参数)都是可积的。我们发现,它的光谱表现出一系列的过渡,$b$减少从硬壁的情况下$b=+\infty$,连续出现的边界束缚态(或边界模式),我们充分的特点。应用这些结果研究了半空间上高度为$h(x,t)$的一维界面在边界条件为$\partial_x h(x,t)|_{x=0}=b$、液滴初始条件为壁面处的Kardar-Parisi-Zhang方程。我们得到明确的表达式,有效的在所有时间$t$和任意$b$,整数指数(一点)时刻的KPZ高度场$\bar{e^{n h(0,t)}}$。从这些时刻,我们提取的比例KPZ高度函数的概率分布函数(PDF)的大的时间限制。它表现出一个相变,涉及到的等效定向聚合物问题的壁的解除绑定,有两个阶段:(i)为$b>-\frac{1}{2}$,其中的PDF是由GSE Tracy-Widom分布(ii)绑定为$b<-\frac{1}{2}$,其中的PDF是高斯的未绑定。在临界点$b=-\frac{1}{2}$,PDF由GOE Tracy-Widom分布给出。
2019-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.SI
Large Deviations of Surface Height in the Kardar-Parisi-Zhang Equation
利用弱噪声理论,计算了一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程中从平坦界面出发的表面高度$h(x,t)$的高度大偏差$H$的概率分布$\mathcal{P}(H,t)$.我们还确定界面的最佳历史,条件是在时间$t$达到高度$H$。我们认为,$\mathcal{P}$的尾巴的行为,在任意时间$t>0$,并在一个适当的移动框架,作为$-\ln \mathcal{P}\sim |H|^{5/2}$和$\sim |H|^{3/2}$。$3/2$尾部与高斯正交系综Tracy-Widom分布的渐近相一致,这是以前在很长时间内观察到的。
2016-01-20 cond-mat.stat-mech
Discrete Lattice Models for Interface Growth on a Complete Graph
Universidad Carlos III de Madrid(卡洛斯三世马德里大学)
研究了在完全图上定义的Edwards-Wilkinson和Kardar-Parisi-Zhang universality类离散界面生长模型的行为,分析其在高连接性设置下与连续方程的相似性和差异,重点考察了RSOS和Ballistic Deposition模型的非平凡行为。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech
Analysis of etching at a solid-solid interface
我们提出了一种方法,推导出一个解析表达式的侵蚀表面的动力学规则的元胞自动机的粗糙度。从自动机出发,我们得到了高度平均值和高度方差(粗糙度)的时间演化。将此方法应用于1 + 1维的腐蚀模型,得到了粗糙度指数。使用这与伽利略不变性,我们得到的其他指数,这完全匹配的数值模拟得到的结果。这些指数是精确的,它们是相同的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)模型所展示的这一维度。因此,我们的结果提供了证据的猜想,蚀刻和KPZ模型属于同一普适类。该方法具有通用性,可推广到其它元胞自动机模型中。
2017-07-18 cond-mat.stat-mech
Approach to stationarity for the KPZ fixed point with boundaries
本文用精确方法研究带边界TASEP的电流涨落及其KPZ不动点极限,在最大电流相下对一般初始条件导出了趋于平稳的晚期修正的精确表达式,并在平稳与窄楔形初始条件下通过Bethe ansatz和数值猜想得到完全显式结果。
2024-09-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Short-time large deviations of the spatially averaged height of a KPZ interface on a ring
本文用最优涨落法研究环上 KPZ 界面平均高度的短时大偏差,揭示均匀最优路径向非均匀路径转变的动力学相变及其对系统尺寸的依赖。
2023-10-31 cond-mat.stat-mech
Large deviations of surface height in the $1+1$-dimensional Kardar-Parisi-Zhang equation: exact long-time results for $λH<0$
研究了1+1维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程从“液滴”初始条件出发,在长时间$t$下高度$H$的极大涨落.我们导出了$λH<0$的精确的高度大偏差函数,其中$λ$是KPZ方程的非线性系数。该大偏差函数描述了从小$|H|/t$处的Tracy-Widom分布尾部(其缩放为$|H|^3/t$)到大$|H|/t$处的不同尾部(其缩放为$|H|^{5/2}/t^{1/2}$)的交叉。后一个尾部始终存在于$t>0$中。它以前得到的最佳波动方法的框架。它也是在短时间内从完整的高度统计的精确表示中获得的。如前所述,两个尾部之间的交叉在长时间内发生在$|H|\sim t$。我们的分析结果支持的数值评估使用的完整的高度统计的精确表示。
2017-03-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Crossover from BKT-Rough to KPZ-Rough Surfaces for Interface-Limited Crystal Growth/Recession
为了解决理论与实验之间的差异,在非平衡稳态下,采用Monte Carlo方法研究了Berezinskii-Kosterlitz-BKT(Berezinskii-Kosterlitz-Bristolless)粗糙表面到Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)粗糙表面在邻位面上的过渡问题.所使用的模型是一个受限制的固体上固体(RSOS)模型与离散哈密顿没有表面或体积扩散(界面限制的增长/衰退)。对于(001)和(111)面之间倾斜的邻面,计算了温度、生长驱动力、系统尺寸和表面宽度的表面斜率依赖性。计算了表面速度、表面动力学系数和局部合并台阶的平均高度。与(2+1)曲面的动力学粗糙化理论不同,我们发现从BKT(对数)粗糙曲面到KPZ(代数)粗糙曲面的交叉点与(001)曲面的动力学粗糙化点不同。晶体生长的驱动力被认为是一个相关的参数,用于确定该系统是在BKT类或KPZ类。还确定了ad原子、ad空穴、岛和负岛阻挡表面波动,这有助于形成BKT粗糙表面。
2020-05-31 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The one-dimensional Kardar-Parisi-Zhang and Kuramoto-Sivashinsky universality class: limit distributions
Tracy-Widom分布和Baik-Rains分布是一维Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)\textit{stochastic}偏微分方程(PDE)高度波动的普遍极限分布。通过对一维Kuramoto-Sivashinsky(KS)\textit{deterministic} PDE进行广泛的伪谱直接数值模拟,得到了不同初始条件下KS高度分布$h(x,t)$的时空演化,得到了时空混沌、非平衡、但统计稳定的一维PDE的普适分布.因此,我们建立,在这种状态下的1D KS PDE的统计特性是在1D KPZ普适类。
2019-08-14 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Large fluctuations of a Kardar-Parisi-Zhang interface on a half-line: the height statistics at a shifted point
考虑半直线$x\geq0$上的随机界面$h(x,t)$,该界面由$1+1$ Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程描述,其反射边界位于$x=0$.该接口最初是平面的,即$h(x,t=0)=0$。我们专注于短期的概率分布$\mathcal{P}\left(H,L,t\right)$的高度$H$的界面在点$x=L$。利用最优涨落方法,我们确定了分布的(高斯)体和强非对称非高斯尾。我们发现,缓慢衰减的尾巴尺度为$-\sqrt{t}\,\ln\mathcal{P}\simeq\left|H\right|^{3/2}f_{-}\left(L/\sqrt{\left|H\right|t}\right)$,并计算函数$f_{-}(\dots)$解析。值得注意的是,该尾部在$L$,$L_{c}=0.60223\dots\sqrt{\left|H\right|t}$的临界值处表现出一阶动力学相变。这种跃迁是系统两条不同涨落路径竞争的结果。衰减较快的尾部称为$-\sqrt{t}\,\ln\mathcal{P}\simeq|H|^{5/2}f_{+}\left(L/\sqrt{|H|t}\right)$。我们评估的功能$f_{+}(\dots)$使用一个专门开发的数值方法,其中包括解决一个非线性二阶椭圆方程拉格朗日坐标。快速衰减的尾部也涉及急剧的转变,这发生在一个临界值$L_{c}\sim…
2019-03-31 cond-mat.stat-mech
Restoring the fluctuation-dissipation theorem in Kardar-Parisi-Zhang universality class through a new emergent fractal dimension
本文提出了一种适用于 $d+1$ 维 KPZ 问题的新涨落耗散定理,通过引入新的相关噪声分形维度 $d_n$ 并建立其与 KPZ 指数及界面分形维度 $d_f$ 的关系,恢复了 FDT 并为上临界维度问题提供了新见解。
2024-02-23 cond-mat.stat-mech
Width and extremal height distributions of fluctuating interfaces with window boundary conditions
我们提出了一个详细的研究平方局部粗糙度(SLRDs)和局部极值高度分布(LEHDs),计算窗口的横向尺寸$l$,在几个通用类的接口,在基板尺寸$d_s = 1$和$d_s = 2$。我们发现,他们的累积量遵循Family-Vicsek型标度,并且,在早期,当$ξ\ll l$($ξ$是相关长度),重新标度的SLRD由对数正态分布给出,其$n$ th累积量标度为$(ξ/l)^{(n-1)d_s}$。这就产生了一个有趣的时间尺度为这样的累积量$\left\langle w_n \right\rangle_c \sim t^{γ_n}$,与$γ_n = 2 n β+ {(n-1)d_s}/{z} = \left[ 2 n + {(n-1)d_s}/α \right] β$。这种缩放的爱德华-威尔金森(EW)和随机沉积接口的分析证明,并为其他类的数值确认。一般来说,它的特点是小的修正,因此,它产生的指数$γ_n$的(因此,$α$,$β$和$z$)在很好的协议,其各自的普适类。因此,它是一个有用的框架,数值和实验研究,它是,通常,很难估计的动态$z$,主要是(全球)粗糙度$α$指数。我们还研究了Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)类的定态($ξ\gg l$)SLRD和LEHD,发现对某些模型存在强的有限尺寸修正,但我们证明了它们的普适性可以通过对它们的长时间累积比和大$l$的连续外…
2015-12-16 cond-mat.stat-mech
Universality of fluctuations in the Kardar-Parisi-Zhang class in high dimensions and its upper critical dimension
我们表明,在低维的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)类的理论机器开发的遵守限制固体上固体(RSOS)模型的尺寸高达$d=6$基板。分析不同的约束条件,我们表明,界面的高度分布是普遍的所有调查的尺寸。这意味着波动是不可忽略的,因此,系统仍然低于$d=6$的上临界尺寸。外推的数据尺寸$d\ge7$预测,上临界尺寸的KPZ类是无限的。
2014-07-30 cond-mat.stat-mech
Anomalous Height Fluctuation Width in Crossover from Random to Coherent Surface Growths
研究了随机模型中表面随机生长到相干生长过渡过程中高度涨落宽度的反常行为。在该模型中,随机数被分配到周边网站的表面,代表钉扎强度的无序介质。在每一个时间,表面是先进的网站具有最小的钉扎强度在一个随机子集的系统,而不是具有全球最小值。该子集由随机选择的位点及其$(\ell-1)$邻居组成。高度起伏宽度$W^2(L;\ell)$与$\ell$呈现非单调性,在$\ell^*$处有一个最小值。数值计算发现,$\ell^*$的尺度为$\ell^*\sim L^{0.59}$,高度波动宽度在最小值,$W^2(L;\ell^*)$,尺度为$\sim L^{0.85}$在1+1维。发现子集尺寸$\ell^*(L)$是从KPZ普适性中的随机表面生长到定向渗流普适性中的相干表面生长的交叉的特征尺寸。
1996-11-04 cond-mat.stat-mech