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
Disordered driven lattice gases with boundary reservoirs and Langmuir kinetics
不对称的简单排斥过程与额外的朗缪尔动力学,即附着和脱离的散装,是一个典型的细胞内运输模型。在这里,我们研究这个模型中存在随机分布的不均匀性(“缺陷”)。使用蒙特卡罗模拟,我们发现了大量共存的高密度和低密度域。结果是通用的一维驱动扩散系统与短程相互作用,可以理解的局部极值原理的电流配置文件。这一原则是用来确定电流分布和相图以及统计性质的合奏缺陷样品。
2008-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Phase coexistences and particle non-conservation in a closed asymmetric exclusion process with inhomogeneities
我们在具有不相等跳跃率的两个部分的环上构建了一个一维完全不对称简单排斥过程(TASEP),并结合了以相等的附着和脱离率为特征的粒子非守恒朗缪尔动力学(LK)。在稳定状态下,在竞争LK和TASEP的限制下,模型总是处于相共存的状态。我们发现了一个三相和两相共存的快速段之间的非平衡相变,由底层的不均匀性配置和LK控制。无论跳跃率和附着/分离率如何,模型在稳态下平均总是半满的。
2015-08-13 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady states in coupled asymmetric and symmetric exclusion processes
提出一种耦合TASEP与SEP双车道的一维开放边界模型,发现SEP扩散率可调控非平衡稳态密度并实现相共存,该模型在渐近极限下统一了纯TASEP及带LK的TASEP,并可作为分子马达运输的简化模型。
2023-11-22 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
Asymmetric coupling in two-lane simple exclusion process with Langmuir kinetics: phase diagrams and boundary layers
本文研究了由两个平行的完全不对称的简单排斥过程组成的开放系统,其中粒子在体相中附着和脱离。允许颗粒将其通道从通道A改变为通道B,但不能相反。我们使用连续平均场方程的边界层分析来研究系统的稳态行为,以提供相图。相图的结构是相当复杂的,并提供了一个完整的了解稳态动力学。我们研究了两种过渡相平面:体过渡和表面过渡,定性和定量。研究了激波形成、局部化的动力学过程及其对系统参数和边界速率的依赖性。我们还证明了不存在的下行冲击,在这两个通道使用不动点理论。此外,我们研究了增加换道率的稳态动力学的影响,并观察到的稳态阶段的数量减少,增加换道率。我们的理论结果得到了广泛的蒙特卡罗模拟结果的支持。
2013-09-26 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium steady states in a closed inhomogeneous asymmetric exclusion process with particle nonconservation
本文研究了一维非均匀环上的非对称排斥过程(TASEP),该环由两个具有不等跳跃率的环段或{ \em缺陷}组成。我们允许弱粒子非守恒通过朗缪尔动力学(LK),这是参数化的一般不平等的附件和脱离率。对于扩展的缺陷,在热力学极限下,系统通常在稳态下显示不均匀的密度分布-较快的段或者处于具有空间变化的密度的相,没有密度不连续性,或者处于具有不连续密度变化的相。它们之间的非平衡相变由非均匀性和LK控制。较慢的段显示在稳定状态下仅宏观上均匀的堆积密度曲线,这让人想起TASEP的最大电流阶段,但堆积密度通常不同于一半。对于点缺陷,除了对于扩展缺陷观察到的不均匀密度分布之外,还存在低密度和高密度的空间均匀相。在所有的情况下,它被认为是在稳定状态下的平均粒子密度仅由LK附着和脱离速率的比率控制。
2016-09-13 cond-mat.stat-mech
Bottleneck-induced transitions in a minimal model for intracellular transport
我们考虑无序对胞内转运的极小模型的非平衡稳态的影响。在该模型中,颗粒根据\emph{totally asymmetric exclusion process}(TASEP)单向移动,并通过\emph{Langmuir kinetics}耦合到本体储层。我们的讨论集中在局部的点缺陷作为一个瓶颈的粒子传输。结合分析方法和数值模拟,我们确定了丰富的相行为作为缺陷强度的函数。我们的分析方法依赖于一个有效的平均场论通过分裂成两个子系统,这是有效地利用本地电流守恒连接的晶格。引入承载能力的关键概念,最大电流可以流过系统的大部分(包括缺陷),我们区分的情况下,缺陷是不相关的,它作为一个瓶颈,并引起各种新的阶段(称为{ \it瓶颈阶段})。相反,简单的TASEP中存在的不均匀性,许多情况下出现并转化为丰富的底层相图,其中的拓扑性质进行了讨论。
2006-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Phase-plane analysis of the totally asymmetric simple exclusion process with binding kinetics and switching between antiparallel lanes
马达蛋白在生物聚合物上的运动可以用完全不对称简单排斥过程(TASEP)相关的模型来描述。受驱动蛋白4马达在反平行微管重叠上的运动实验的启发,我们分析了一个模型,该模型将TASEP结合在两个反平行泳道上,具有结合动力学和泳道切换。我们确定的稳态电机密度分布使用相平面分析的稳态平均场方程和动力学蒙特卡罗模拟。我们专注于密度-密度相平面,在那里我们找到了平均场模型的解析解。通过对相空间流的研究,确定了模型的不动点及其随参数的变化。先前针对单通道模型识别的相位发生在通道之间的低切换速率下。我们预测一个新的多个共存阶段,由于额外的固定点,出现的开关速率增加:开关移动电机从高密度到低密度的车道,造成局部干扰,并创建多个域墙。我们确定对称和一般边界条件下的模型的相图。
2016-07-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Chain decay and rates disorder in the totally asymmetric simple exclusion process
针对有限寿命、速率无序的TASEP,本文提出用非线性代数方程高效求解平均场稳态,并借助小系统精确解逐步纳入相关性,结果与蒙特卡洛模拟高度吻合。
2023-09-30 cond-mat.stat-mech
One-dimensional irreversible aggregation with TASEP dynamics
定义并研究了一维离散时间动力学粒子不可逆聚集模型,该模型是开链上广义完全不对称简单排斥过程(gTASEP)的一个特殊极限.该模型允许粒子簇作为一个整体向右平移一个位置,其概率与单个粒子相同。一个粒子和一个团簇,以及两个团簇,只要它们成为最近的邻居,就不可逆地聚集。非平衡固定相是在粒子的注入和排出的平衡下出现的。通过广泛的蒙特卡罗模拟,建立了注入-排出概率平面上的相图由三个定态相组成:多粒子(MP)相、完全填充(CF)相和“混合”(MP+CF)相。这些阶段之间的过渡是:一个不寻常的MP和CF之间的过渡跳跃不连续的堆积密度和电流,一个传统的一阶过渡跳跃的MP和MP+CF之间的堆积密度,和一个连续的集群型过渡从MP到CF,这发生在整个MP+CF阶段之间。通过数据折叠方法,在反常相变线附近得到了电流和体积密度的有限尺寸标度函数。一个发散的相关长度与过渡被确定和解释为最大的集群的大小。该模型允许未来扩展以考虑可能的集群碎片化。
2017-04-03 cond-mat.stat-mech
Influence of auto-organization and fluctuation effects on the kinetics of a monomer-monomer catalytic scheme
我们研究分析动力学的一个基本的双分子反应计划的Langmuir-Hinshelwood型发生在d维催化基板。我们提出了一个一般的方法,考虑到明确的空间相关性的粒子平均密度的时间演化的影响,并允许解析分析。根据这种方法,我们恢复了一些已知的结果,关于粒子平均密度的时间演化,并建立了几个新的。
2000-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Driven lattice gas of dimers coupled to a bulk reservoir
研究了一维二聚体格子气的非平衡定态。动力学描述的完全不对称的排斥过程(TASEP)补充的附着和分离过程,模仿化学平衡的1D驱动运输与散装水库。稳态相图,电流和密度分布计算使用两个细化的平均场论和广泛的随机模拟。作为开关动力学的结果,一个新的相共存区域出现在低密度相和高密度相之间,使得TASEP的不连续过渡线分裂成两个连续的过渡线。平均场论和模拟的结果一致。我们表明,在相应的格子气模型与单体中获得的物理图像是强大的,在这个意义上说,相图定量变化,但拓扑结构保持不变。相分离的机制被确定为通用的驱动一维晶格气体的一个广泛的类。
2006-03-14 cond-mat.stat-mech
Kinetic Equations and Turbulence in Large $N$ Vector and SYK-like Models
The Graduate Center, CUNY(纽约市立大学研究生中心)
本文通过大N展开技术,分别推导大N矢量模型与类SYK模型的动力学方程,发现类SYK模型的动力学方程无时间局域碰撞积分,并揭示出新型强湍流标度指数。
2026-10-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Generic phase coexistence in the totally asymmetric kinetic Ising model
在东北中心Toom模型中的一般相共存的物理分析最初由Bennett和Grinstein给出。他们论点的要点依赖于界面和液滴的动力学。我们重新审视了同样的问题,一个特定的完全不对称的动力学伊辛模型的正方形格子。这个非平衡模型具有一个显著的性质,即它在无磁场时的定态测度与通常的铁磁伊辛模型的定态测度一致。我们使用的分析参数和数值模拟,以取得进展的定量理解的现象,通用相共存。在零温度映射到TASEP允许一个精确的确定的时间依赖的形状的弹道接口扫一个大的正方形少数液滴向上或向下自旋。在有限温度下,测量这种液滴的平均寿命允许精确测量其收缩速度$v$,其取决于温度$T$和磁场$h$。在没有磁场的情况下,当接近临界温度$T_c$时,$v$以指数$Δ_v\approx2.5\pm0.2$消失。在固定的温度在有序相,$v$消失在相边界领域$\pm h_{\rm b}(T)$,标志着共存区域的限制。当接近$T_c$时,后面的场以指数$Δ_h\approx3.2\pm0.3$消失。
2017-07-31 cond-mat.stat-mech