Two dimensional Ising model with long-range competing interactions
具有短程铁磁相互作用和长程反铁磁相互作用的二维伊辛模型可能是最简单的一个模型，它包含了适当描述磁性薄膜和准二维磁性材料的宏观性质所必需的最少的微观成分。尽管相对简单，但交互之间的竞争所带来的挫折会产生复杂的行为，到目前为止，人们还无法完全理解它的一般性质。在这项工作中，我们回顾了最近的进展，在平衡和非平衡性质的模型的理解。这包括详细描述的几个已知的性能的结晶相图，以及存在的几种类型的亚稳态和它们的影响，在低温动力学。
2005-02-16 cond-mat.stat-mech
Modeling competing endogenous RNAs networks
microRNA（miRNAs）是一类长度约为22个核苷酸的小RNA分子，在转录后调控其靶信使RNA（mRNAs）。它们在从信号通路到组织形态发生的基因调控网络中发挥关键作用，并且它们的异常行为通常与各种疾病的发展相关。最近的研究表明，与细菌中小RNA的更好理解的情况类似，miRNA与其靶点相互作用的方式可以用滴定机制来描述，该机制的特征是阈值效应、系统在阈值附近的超敏反应以及优先级目标之间的串扰。后一个特征最近已被鉴定为竞争内源性RNA（ceRNA）效应，以标记它们竞争的共同miRNA库的靶标之间的那些间接相互作用。在这里，我们分析了平衡和平衡外的一般随机模型的$M$ miRNA与$N$ mRNA的目标相互作用的属性。特别地，我们能够详细描述系统在阈值附近显示的特有的平衡和非平衡现象：（i）靶标之间的最大串扰和相关性，（ii）ceRNA效应相对于模型参数的鲁棒性，特别是相对于miRNA-mRNA相互作用的催化性，以及（iii）对外部扰动的异常响应时间。
2012-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Transient trapping into metastable states in systems with competing orders
本文利用具有弛豫动力学的Ginzburg-Landau理论研究了两个竞争级系统的猝灭动力学。我们考虑的情况下，一个泵迅速加热系统的高温，之后系统冷却到其平衡温度。我们研究了随时间变化的自由能景观的序参量振幅和波动的演变。指数增长的热波动占主导地位的动态。该系统通常演变到与更快的松弛序参量相关联的阶段，即使它不是全局自由能最小值。这个理论为广泛的实验观察提供了一个自然的解释，即亚稳态可能是由激光诱导的主导平衡序参量的崩溃。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Short-Time Dynamics of an Ising Model with Competing Interactions
在这项工作中的二维伊辛模型与最近和次最近邻相互作用的重新审视。我们从短时蒙特卡罗模拟中得到了动态临界指数$z$和$θ$。从比率$F_2=< M^2>_{m_0=0}/< M>^2_{m_0=1}\sim t^{d/z}$的时间行为获得动态临界指数$z$，而从顺序参数$<M(0)M(t)>\sim t^θ$的时间相关性估计非普适指数$θ$，其中$M(t)$是瞬时$t$的顺序参数，$d$是系统的维数，而$<(...)>$是不同样品上的量$(...)$的平均值。我们还通过研究磁化强度的时间行为，得到了静态临界指数$β$和$ν$。
2002-12-12 cond-mat.stat-mech
Absorbing state phase transition with competing quantum and classical fluctuations
具有吸收态的随机过程是非平衡态普遍现象的显著例子。虽然在经典体系中已经逐步建立了广泛的理解，但对这些非平衡系统在量子涨落存在下的行为知之甚少。在这里，我们从理论上解决这样一个场景中的开放量子自旋模型，在其经典极限经历了定向渗流相变。通过将问题映射到一个非平衡场论，我们表明，引入量子涨落产生的相干，而不是统计，自旋翻转改变了过渡的性质，使其成为一阶。在中间政权，经典和量子动力学竞争的平等条件下，我们强调存在的双临界点的普遍功能不同的定向渗透类在低维。最后，我们提出了如何在相互作用的原子激发到里德堡态的气体中探索这种物理。
2016-01-27 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Ultrahigh molecular recognition specificity of competing DNA oligonucleotide strands in thermal equilibrium: a cooperative transition to order
分子识别的特异性是分子自组织的重要条件。一个突出的例子是生物细胞，在高度拥挤的分子环境中，无数不同的分子受体对以惊人的准确性识别它们的结合伴侣。在热平衡中，通常承认识别剂对的亲和力仅取决于两个结合分子的性质。因此，结合能差异的玻尔兹曼因子与竞争相同探针的不同靶分子之间的分子亲和力相关。在这里，我们考虑短DNA寡核苷酸单链的分子识别。我们表明，一个更好的匹配的寡核苷酸链可以战胜一个更集中的竞争对手，表现出降低亲和力，由于错配。与上面简单的图片的偏差可能达到几个数量级。在我们的实验中，给定链的有效分子亲和力仅在更好匹配的竞争者不存在时才保持升高。我们解释我们的观察结果的基础上发生的熵起源的能量障碍，如果两个竞争的寡核苷酸链同时占据同一探针。在这种情况下，相对结合亲和力不对称地降低，这导致自由能景观的表达，其代表了朗道描述的相变的形式类似物。我们的平均场描述再现了定量协议的意见。改进的分子识别的优点是除了分子系综的设计和竞争者的引入之外没有能量成本。这将是有趣的，看看机制沿着类似的线暴露在这里，有助于分子协同作用发生在生物系统。
2020-09-04 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Modulation and correlations lengths in systems with competing interactions
我们研究关联函数中存在的竞争的长期和短期的相互作用，找到多个相关和调制长度。本文计算了任意长程相互作用下伊辛铁磁体的基态条宽。在大的$n$系统中，我们证明了对于一个被一般的竞争长程相互作用挫败的短程系统，交叉温度$T^*$转向未挫败短程系统的临界温度（即，其中消除了令人沮丧的长距离相互作用）。我们还表明，除了某些特殊的交叉点，相关和调制长度的总数仍然保守。我们推导出一个一般系统的调制长度随温度的变化与铁磁相互作用和相反的长程相互作用的基态附近的表达式。我们说明，与确切的偶极相互作用的关联函数有很大的不同，其中的偶极之间的标量积的形式被假定。
2011-06-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Arrested States formed on Quenching Spin Chains with Competing Interactions and Conserved Dynamics
我们研究了快速冷却到T = 0的自旋链与保守动力学和竞争相互作用的影响。根据竞争程度的不同，系统被发现在不同类型的亚稳态中被捕集。其中最有趣的是一个不均匀的混合物散布的活跃和静止的地区。在这种状态下，稳态自相关函数衰减为拉伸指数$\sim \exp(-{(t/τ_{o})}^{{1}\over{3}})$，并且当温度稍微升高时，存在两步弛豫到平衡。
1999-06-08 cond-mat.stat-mech
Gaussian Closure Scheme in the Quasi-Linkage Equilibrium Regime of Evolving Genome Populations
描述在复杂适应度景观中进化的基因组群体的进化通常是非常困难的。我们在这里介绍了一个近似高斯封闭计划，分析特征的基因组人口的统计在所谓的准连锁平衡（QLE）制度，适用于通用值的突变率或重组和健身功能。高斯近似说明了一个短期的健身景观与两个遥远的竞争最大值。它揭示了存在一个相变，从广泛的基因组分布的极性上位耦合的强度增加，其特征在于竞争等位基因结构域的缓慢粗化动态。封闭方案的结果证实了数值模拟。
2020-10-13 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Ising chains with competing interactions in presence of long-range couplings
本文研究了在正则系综中存在长程铁磁相互作用的情况下，具有短程竞争相互作用的伊辛自旋链。同时存在的挫折感引起的短程耦合与他们的竞争与长期引起的丰富的热力学相图。我们比较我们的结果与限制，其中两个本地相互作用之一是关闭的，这是以前在文献中研究。八个区域的参数具有不同的性质，具有不同的第一和第二阶相变线和临界点。
2019-06-23 cond-mat.stat-mech
Postponing the dynamical transition density using competing interactions
从理论、模拟和胶体实验可知，通过非常短程吸引相互作用的致密球体系统表现出动力学再入。因此，液态可以被流化到比纯粹排斥或长程吸引的相互作用更高的密度。最近的平均场，无限维计算预测，流体的动力学逮捕可以进一步延迟添加一个较长范围的排斥贡献的短程吸引力。我们通过在三维系统中进行广泛的数值模拟来研究这一建议。我们首先找到实现致密液体状态所需的短程吸引参数，然后探索可以增强效果的额外长程排斥的参数空间。在家庭的系统研究中，没有显着的（数值精度内）延迟的动态逮捕观察超出已经实现的短程吸引力。可能的解释进行了讨论。
2019-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal equilibrium scaling functions at short times after a quench
通过分析自旋-自旋关联函数在相对较短的距离，我们表明，平衡近临界性能可以在短时间内提取淬火到附近的量子临界点。的时间尺度后，可以提取的平衡性质是足够短的，使所提出的计划应该是可行的自旋模型的量子模拟器的基础上超冷原子或被困离子。我们的结果，分析以及数值，是一维自旋模型，可积或不可积，但我们希望我们的结论是有效的，在更高的维度。
2018-03-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.SI
The spin-3/2 Blume-Capel model with competing short- and long-range interactions
利用解析方法得到的自由能密度研究了具有短程和长程相互作用的自旋- $3/2$ Blume-Capel模型的相图.当强度为正的短程相互作用$K$排列成线性链时，会倾向于建立反平行的自旋序，而负的长程相互作用$-J$则倾向于使它们平行排列，竞争就出现了。因此，$K/J > 0.25$不存在铁磁有序。因此，通过改变该区间内的$K$值来扫描相图。与自旋为1的情况下所做的其他类似研究一样，当$K/J$大于某个临界值时，分离铁磁相和顺磁相的二级前沿逐渐转变为一级线。因此，有一个子区间$K$，其中两个三临界点出现限制二阶前沿的长度。然而，对于更大的值的$K/J$，铁磁-顺磁前线成为完全的一阶。此外，划分磁化强度$m=3/2$和$m=1/2$两个不同铁磁相的典型共存线通过产生另一条具有包围第三有序相的再入行为的共存线而变得更加复杂。在这种情况下，竞争使得在相图中存在一个区域，其中对于每个具有$S_{i}=3/2$的自旋$i$（$S_{i}=-3/2$），存在另一个具有$S_{j}=-1/2$的自旋$j$（$S_{j}=1/2$），因此每个自旋的磁化强度的绝对值为1。
2016-02-20 cond-mat.stat-mech
Competing chemical and hydrodynamic interactions in autophoretic colloidal suspensions
在自泳胶体的表面，滑移速度产生于局部化学梯度，这是粒子构型和活性的多体函数。对于快速的化学扩散，加上滑移诱导的流体动力学相互作用，我们推导出胶体之间的化学流体动力学力和扭矩。在无滑动壁附近，力可以表示为非平衡势的梯度，通过调节活动的类型，可以从排斥力变为吸引力。当这个潜在的障碍，我们发现逮捕相分离的平均集群大小设置由竞争的化学和流体动力。这些反过来控制的单极和偶极贡献的活性化学表面通量。
2019-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competing turbulent cascades and eddy-wave interactions in shallow water equilibria
在最近的工作中，Renaud，Venaille，和Bouchet（RVB）重温平衡统计力学理论的浅水方程，在一个微正则的方法，集中在一个更仔细的治疗之间的能量分配的惯性重力波和涡流运动的平衡态，并推导出联合概率分布相应的动态自由度。作者推导出一个刘维尔定理，确定了基本的相空间统计测量，但然后，通过一些物理参数，实际上计算平衡统计使用的措施，\emph{violates}这个定理。在这里，使用一个更方便，但本质上是等价的，巨正则方法，充分的统计理论与刘维尔定理一致的推导。结果表明：（1）微尺度波动导致热力学的强烈涨落，包括长程关联，与RVB发现的类似平均场的行为相反.最终的有效模型是等效的弹性膜的非线性波重整化表面张力。(2)即使当平均场近似，一个相当复杂的联合概率分布揭示。其他物理参数完全支持结果的一致性。当然，真正的流体最终稳定状态依赖于浅水方程中不包括的耗散过程，例如波浪破碎和粘性效应，但有人认为，目前的理论为未来旨在评估其影响的工作提供了一个更数学上一致的起点。
2016-09-22 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Transient selection of competing order in frustrated spin Peierls systems after a quench
本研究理论探究受挫自旋-派尔斯系统淬火后的动力学，通过最小模型模拟发现其在平衡共线磁有序前会出现瞬态非共线磁有序，该瞬态序由初始态声子涨落选择，揭示了利用非相干非平衡涨落控制物相的机制。
2025-08-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Irreversible growth of a binary mixture confined in a thin film geometry with competing walls
本文研究了二元混合物在远离平衡条件下的三维受限几何中的不可逆增长，其中$L_x \times L_y \times L_z$的尺寸为$L_z \gg L_x = L_y$是增长方向。一个竞争的情况下，两个相对的表面更喜欢不同种类的混合物进行了分析。由于这种反对称条件，不同物种之间的界面沿着生长方向发展。这种界面经历了一个局域化-离域化转变，这是在热力学极限下润湿转变的前兆。此外，生长界面也经历了凹凸过渡的生长模式。因此，该系统表现出多临界润湿点，其中生长界面几乎是平坦的，并且物种之间的界面基本上位于膜的中心。
2005-11-28 cond-mat.stat-mech
Non-Markovian Persistence at the PC point of a 1d non-equilibrium kinetic Ising model
本文从自旋系统的角度出发，数值研究了在零温自旋翻转和最近邻自旋交换的竞争作用下演化的一维非平衡动力学伊辛模型，该模型在扭结水平上表现出宇称守恒（PC）相变.本文给出了非平衡态下的动态持久指数$Θ$和表征总磁化强度的二次自相关函数的指数$lambda$。结果表明，PC转变有很强的影响：该过程成为非马尔可夫和上述指数表现出剧烈的变化相比，Glauber-Ising的情况。
1997-06-09 cond-mat.stat-mech
Thermal-equilibrium properties of one-dimensional gas with short-ranged repulsion
本文导出了具有排斥势的一维粒子气体的热平衡间距分布的精确公式。我们专注于幂律势r^（-a），其中a>0，这是由实际的交通研究所激发的。
2004-10-18 cond-mat.stat-mech
Adhesion of membranes with competing specific and generic interactions
从理论上研究了与平面基底或第二膜接触的仿生膜。膜包含被第二表面吸引的特定粘附分子（粘着剂）。在没有贴纸的情况下，膜和第二表面之间的反式相互作用被假定为在短的分离是排斥的。结果表明，特定的吸引力和通用的排斥相互作用的相互作用，可以导致形成的势垒。该屏障在结合和未结合的膜段之间诱导线张力，这导致粘附期间的横向相分离。粘附诱导相分离的机制是相当普遍的，这是通过考虑两种不同的情况下，涉及：（一）贴纸与线性吸引力的潜力，和（二）贴纸与短程方势阱。在这两种情况下，膜波动降低了势垒，因此，减少相分离的趋势。
2002-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stripe Systems with Competing Interactions on Quasi-One Dimensional Periodic Substrates
我们用数值方法研究了在准一维波纹衬底上存在长程排斥和短程吸引竞争的粒子形成质点系的二维有序性。作为一个函数，增加基板强度或基板的最小值的数量的颗粒的数量的比率，我们表明，可以实现一个显着的各种不同的排序，包括调制条纹，长块状相，二维有序扭结结构，结晶空隙相，近晶相。另外，在一些情况下，条纹垂直于衬底槽对齐。我们的研究结果表明，一个新的途径自组装的竞争相互作用系统可以通过添加一个简单的周期性调制基板。
2014-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow dynamics in a 2D Ising model with competing interactions
采用Monte Carlo方法，在考虑竞争交换（$J_0$）和偶极（$J_d$）相互作用的二维伊辛模型上，对超薄磁性薄膜的低温远平衡动力学进行了数值模拟.特别是，我们把我们的注意力集中在$(δ,T)$相图的低温区域（其中$δ= J_0/J_d$）的$δ$的值的范围内，其中条纹相的宽度$h=1$（$h1$）和$h=2$（$h2$）存在。最近建立了在$h1$是结晶稳定相的区域中存在$h2$相的亚稳态，反之亦然。在这项工作中，我们表明，这些亚稳态的存在下出现作为一个阻塞机制，减缓磁畴生长的动态时，系统从高温状态淬火到低温状态的亚稳态区域。
2003-11-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Hysteresis and the dynamic phase transition in thin ferromagnetic films
本文用蒙特卡罗模拟研究了磁性薄膜在振荡外场作用下的磁滞和非平衡动态相变。所研究的模型是一个经典的海森堡自旋系统，具有双线性交换各向异性的平面薄膜几何形状与竞争的表面场。该膜表现出动态有序相和动态无序相之间的非平衡相变，其特征在于临界温度Tcd，其位置由所施加的振荡场的振幅H 0和频率w确定。在存在竞争的表面场的铁磁-顺磁转变的薄膜的临界温度被抑制从本体系统的值，Tc，到界面局域化-离域温度Tci。模拟结果表明，在一般情况下，Tcd < Tci的模型膜。随时间变化的磁化强度分布表明，当T < Tcd时，动态有序相和动态无序相共存于薄膜中。在竞争表面场的存在下，动态有序相定位在膜的一个表面。
2001-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Density anomaly in a competing interactions lattice gas model
我们研究了一个非常简单的短程吸引和外壳排斥的模型，作为分层相变和密度异常的测试系统。通过平均场分析和蒙特卡罗模拟，得到了具有最近邻吸引和次最近邻排斥的二维格子气的相图。发现了两种液相和密度异常，两种液相的共存线在三临界点处与流体和低密度液体的临界线相交。最大密度线出现在三临界点附近，接近分层过渡。
2004-09-06 cond-mat.stat-mech
Thermal Equilibrium Vacancy Concentration in an Alloy with Chemical Short-Range Order
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；George Mason University（乔治梅森大学）
本文推导出适用于原子计算的多主元合金热平衡空位浓度精确表达式，并应用于CrCoNi合金，预测化学短程有序的形成时间尺度，与实验结果一致。
2025-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dynamical universality class for competing short- and long-range interactions
Istituto Nazionale di Ottica (INO), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（意大利国家光学研究所，意大利国家研究委员会）；Department of Mathematics, Royal Military Academy（皇家军事学院数学系）；Istituto dei Sistemi Complessi (ISC), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（复杂系统研究所，意大利国家研究委员会）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；SISSA（的里雅斯特高等研究学院）
通过解析和数值研究一维Nagle-Kardar模型，发现其临界动力学指数z=2，属于纯弛豫非守恒序参量动力学普适类（模型A）。
2026-06-26 cond-mat.stat-mech
Interplay between short-range and critical long-range fluctuations in the out-of-equilibrium behavior of the particle density at quantum transitions
本文研究量子跃迁中粒子密度的非平衡标度行为，以Kitaev链为模型，通过瞬时淬火和准绝热协议揭示临界模式主导的标度律。
2024-05-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Competing spin-1 and spin-2 regimes in a frustrated four-leg spin-1/2 ladder
Universidade Federal de Pernambuco（巴西联邦伯南布哥大学）
利用密度矩阵重正化群计算，研究受挫四腿自旋1/2梯子，发现三种区域：短程反铁磁腿、短程铁磁腿和有效自旋2海森堡链，通过交叉和一阶相变分隔。
2026-06-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Metastability, nucleation, and noise-enhanced stabilization out of equilibrium
本文研究了二维伊辛模型中的亚稳和成核问题。我们表明，在一个介观/集群水平，一个非平衡势描述在一个简单的方式亚稳态和它们的衰变。因此，我们预测噪声增强的稳定性的亚稳相和畴壁的共振传播在低T。这是由于热涨落和非平衡涨落之间的非线性相互作用引起了表面张力作为T的函数的折返行为。我们的结果得到了蒙特卡罗模拟的证实，也可以用具有竞争加性和乘性噪声的朗之万方程来理解。
2006-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Characterization of Spinodal Points using Short Time Dynamics
虽然直觉上很吸引人，但旋节线的概念仅在具有无限范围相互作用的系统（平均场系统）中严格定义。在短程系统中，可以通过亚稳测量的外推来定义伪旋节线，但是该点本身是不可到达的，因为它位于亚稳极限之外。在这项工作中，我们表明，一个合理的定义，可以通过短时间内的系统的动力学行为的亚稳相深处，通过寻找一个点，该系统显示出临界行为。结果表明，用这种方法得到的Spinodal点既与平均场系统中的物理Spinodal点一致，又与短程系统中亚平衡行为外推得到的伪Spinodal点一致。有了这个定义，就可以在不考虑平衡问题的情况下进行实际测定。
2009-08-05 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium structures and slow dynamics in a two dimensional spin system with competitive long range and short range interactions
我们引入了一个晶格自旋模型，通过一个短程排斥势和一个长程吸引幂律衰减势来模拟相互作用粒子系统。我们对有限温度下该模型的一般平衡相图进行了详细的分析，表明唯一可能的平衡相是铁磁相和反铁磁相。然后，我们研究了非平衡行为的模型淬火后，亚临界温度，在反铁磁区域的相图区域，在那里的对相互作用势的行为在相同的定性方式作为一个Lennard-Jones气体。我们发现，即使在没有淬火无序或几何挫折，相互作用之间的竞争引起的非平衡无序结构在足够低的温度下，强烈减慢系统的松弛。
2009-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Driven-dissipative many-body systems with mixed power-law interactions: Bistabilities and temperature-driven non-equilibrium phase transitions
研究了具有幂律相互作用的驱动耗散自旋系综的非平衡动力学。我们表明，动态相变以及双稳态可以出现渐近范德华相互作用，但严重依赖于存在一个较慢的衰减的潜在核心。在引入随机粒子运动，我们表明，一个有限的气体温度可以驱动一个相变的自旋自由度，并最终导致在高温极限的平均场行为。我们的工作调和对比观察最近的实验与里德伯原子在冷气体和热蒸汽域，并介绍了一个有效的理论框架，在后者的制度。
2016-02-26 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Self-assembly in mixtures with competing interactions
通过理论和分子动力学（MD）模拟研究了球对称势作用下二元混合粒子的微观偏析。我们考虑具有相等直径和体积分数的球形颗粒。受近临界二元溶剂中不同吸附偏好的带相反电荷的粒子混合物的启发，我们假设同类粒子之间的相互作用为短程吸引-长程排斥，不同粒子之间的相互作用为短程排斥-长程吸引。为了预测这种复杂混合物的结构和热力学性质，我们发展了一个理论相结合的密度泛函和场论方法。我们表明，在介观区域的浓度波动导致的相图相比，平均场预测的质的变化。理论和MD模拟都表明，低密度无序相与高密度相共存，交替层富含第一和第二组分。有序相的密度和有序度随着温度的升高而降低，直到理论预测随着温度的升高两相密度增加的窄两相区域的温度。分子动力学模拟表明，固体和液晶的单晶体都具有与浓度振荡方向平行的长球形，并且随着周期阶数的增加，偏离球形的程度增加。
2020-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Markov State Models from short non-Equilibrium Simulations - Analysis and Correction of Estimation Bias
通过模拟对大型复杂生物分子系统进行热力学和动力学表征的许多现有技术方法依赖于集成方法，其中将来自大量相对较短轨迹的数据进行集成。在这种情况下，马尔可夫状态模型（MSM）是非常受欢迎的，因为它们可以用来计算固定的数量和长期动力学从合奏的短模拟，只要这些短模拟是在“局部平衡”的MSM状态。然而，在过去的15年来，自MSM成立以来，它一直是有争议的讨论，尚未回答如何偏离局部平衡可以检测到，这些偏差是否会引起实际的偏差MSM估计，以及如何纠正他们。在本文中，我们解决这些问题：我们系统地分析了短期非平衡模拟的马尔可夫状态模型（MSM）的估计，我们提供了一个表达式的无偏转移概率和预期估计之间的误差从许多短期模拟。我们表明，无偏MSM估计可以得到，即使从相对较短的非平衡模拟的限制长滞后时间和良好的离散化。此外，我们利用可观测算子模型（OOM）理论推导出一个无偏估计的MSM转移矩阵，纠正的影响，开始出平衡，即使使用短的滞后时间。最后，我们展示了如何使用OOM框架来估计系统的确切特征值或松弛时间尺度，而无需估计MSM过渡矩阵，这使我们能够实际评估MSM的离散化质量。应用到模型系统和分子动力学模拟数据的丙氨酸二肽包括作为说明。改进的MSM估计器在PyEMMA 2.3版中实现。
2017-01-06 cond-mat.stat-mech math.PR physics.bio-ph
Nonequilibrium statistics of barrier crossings with competing pathways
该研究探讨了非平衡系统中势垒穿越的统计特性，发现路径选择受时间与势垒高度影响，温度变化可导致路径切换，且时间分布呈现指数特性。
2025-09-29 cond-mat.stat-mech math.ST physics.chem-ph
