Open Ising Model Perturbed by Classical Colored Noises
研究了用超导电路模拟的开放伊辛模型的非马尔可夫动力学。量子多体系统与白色、粉红色或蓝色环境弱耦合。系统在强量子比特间相互作用区域的弛豫表现出亚稳态行为。与马尔可夫极限下的耗散系统相比,蓝色噪声的负记忆性减弱了系统的弛豫。然而,对于粉红色噪声,由于正记忆效应,系统的弛豫率增强。理解量子多体系统对不同色噪声场的响应对于设计大规模量子处理器中超导量子比特的环境是必要的。
2019-08-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Reduction of colored noise in excitable systems to white noise and dynamic boundary conditions
最近的一项研究色驱动噪声对亚稳态逃逸的影响,导出了色噪声下泄漏积分-激发神经元模型的传递函数的解析表达式。在这里,我们提出了一个替代的推导结果,考虑到时间依赖的边界条件明确。这种系统的方法可能有助于未来的扩展超出一阶微扰理论。将量子谐振子类比于受白噪声影响的LIF神经元模型,使得能够比原始方法更简单地导出众所周知的传递函数。我们提供教学演示,包括计算的所有中间步骤。
2015-10-13 cond-mat.stat-mech q-bio.NC
Colored Noise in Quantum Chaos
我们推导出一组谱统计,其功率谱的特征在于,在混沌量子系统的情况下,由色噪声$1/f^γ$,其中的整数参数$γ$严重依赖于所考虑的特定的能级统计。在规则量子系统的情况下,这些谱统计显示出$1/f^{γ+1}$噪声。
2005-02-15 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Synchronization Transition in the Kuramoto Model with Colored Noise
本文给出了色噪声作用下全局耦合同相振子系统非相干态的线性稳定性分析。在这一点上,我们成功地桥接了白噪声和猝灭随机频率之间的极端时间尺度。
2010-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Scaling behavior of a nonlinear oscillator with additive noise, white and colored
本文用解析和数值方法研究了无阻尼加性噪声的非线性机械振子问题。我们证明了振子的振幅、速度和能量随时间代数增长。对于高斯白噪声,在长时间极限下得到了能量的概率分布函数的解析表达式。在有色的情况下,Ornstein-Uhlenbeck噪声,自洽计算导致(不同的)异常扩散指数。维数分析产生的定性行为的前因子(广义扩散常数)作为相关时间的函数。
2002-12-13 cond-mat.stat-mech
Stability measures in metastable states with Gaussian colored noise
研究了在Ornstein-Uhlenbeck过程产生的色噪声作用下过阻尼布朗粒子从亚稳态的逃逸时间。我们分析了相关时间的作用,通过势垒的平均第一通过时间的增强和作为噪声强度的函数的平均增长率系数的行为。我们观察到的噪声增强的稳定性效果的所有初始不稳定状态,并为所有的相关时间值$τ_c$调查。根据$τ_c$相对于系统弛豫时间的值,我们可以区分两种动力学区域,其特征在于分别为弱相关噪声和强相关噪声。
2009-08-23 cond-mat.stat-mech
The average velocity of self-propelled particles in a two-dimensional potential with colored noise
研究了二维色噪声势场中自推进粒子的平均速度。随着x方向色噪声强度的变化,电流出现反转现象。存在使平均速度取最大值的参数的最优值。y方向噪声和自推进角噪声对x方向平均速度有较大影响,但它们本身并不能引起x方向的粒子输运现象。
2015-12-19 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.data-an
Symmetries of generating functionals of Langevin processes with colored multiplicative noise
本文全面研究了带乘性色噪声的一般Langevin过程的生成泛函的对称性。我们对待马丁-Siggia-Rose-Janssen-deDominance和超对称形式主义。我们总结了它们所隐含的观测量之间的关系,包括波动关系,波动耗散定理和Schwinger-Dyson方程。牛顿动力学和它们的不变性遵循消失的摩擦极限。
2010-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear oscillator with parametric colored noise: some analytical results
研究了一类受乘性Ornstein-Uhlenbeck噪声作用的非线性振子的渐近行为。当动力学用能量-角度坐标表示时,可以观察到,与能量相比,角度是一个快速变量。因此,一个有效的随机动力学的能量可以推导出,如果角变量的平均。然而,标准的消除程序,执行高斯白噪声,失败时,噪声是有色的,因为噪声和快速角变量之间的相关性。我们在这里开发一个特定的平均方案,保留这些相关性。这使我们能够计算概率分布函数(P.D.F.)。并推导出系统的物理观测量在长时间内的行为。
2005-01-26 cond-mat.stat-mech
Dynamics of the Langevin model subjected to colored noise: Functional-integral method
本文利用泛函积分方法,结合状态变量的均值和方差运动方程,讨论了色噪声作用下的Langevin模型的动力学.研究了两组有色噪声:(a)一个加性有色噪声和一个乘性有色噪声,以及(b)一个加性有色噪声和两个乘性有色噪声。的情况下(b)检查与最近的争议的稳态亚阈值电压分布的集成和消防模型,包括随机兴奋性和抑制性突触和噪声输入。我们研究了线性朗之万模型的稳态概率分布和对时间相关(脉冲和正弦)输入的动态响应。模型计算表明,数值模拟的结果与直接模拟(DS)的结果吻合得很好。各种近似解析解,如通用色噪声近似(UCNA)之间的比较。有人指出,由UCNA计算的脉冲和正弦输入的动态响应是相当不同的,从DS和的ESTA,虽然它们产生相同的平稳分布。
2008-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Transport of Finite Size Self-Propelled Particles Confined in a 2D Zigzag Channel with Gaussian Colored Noise
研究了二维锯齿形通道中有限尺寸自推进布朗粒子在色噪声作用下的定向输运。噪声(平行于x轴和y轴的噪声)、非对称性参数Δk、颗粒半径与瓶颈半宽之比f、自推进速度v0对颗粒有共同的影响。自推进粒子的平均速度与被动粒子有显著的不同。随着自推进速度v0的增加,平均速度表现出复杂的行为
2020-03-27 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Stochastic resonance for two competing species in the presence of colored noise
我们研究了乘性色噪声在两个竞争物种的动力学中的作用,由广义Lotka-Volterra方程描述的相关时间$τ_c$的不同值。乘性有色噪声模拟了物种与环境之间的相互作用。物种之间的相互作用参数是一个随机过程,它服从一个随机微分方程,具有一个周期性的驱动项的存在下,广义位势,这占了环境温度的变化。该势可以用来描述生态系统的共存和排斥动力学机制。由于乘性噪声的存在,会引起组分浓度的周期振荡和随机共振现象。我们发现,对于低的相关时间$τ_c$的值的系统的响应与乘性白噪声得到的一致。对于更高的$τ_c$值,系统的相干响应和最大的信噪比,随机共振现象的签名,被移向更高的噪声强度值。
2003-10-24 cond-mat.stat-mech
Dynamical simulation of current fluctuations in a dissipative two-state system
利用量子动力学模拟方法研究了耗散两态系统中的电流涨落。经过变换的路径积分,隧道动力学计算的实时路径的影响下的色噪声的确定性积分。在低温下从相干到非相干动力学的过渡的性质重新检查。
1998-02-04 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
The nonlinear dynamics of a bistable energy harvesting system with colored noise disturbances
研究了压电能量采集系统在高斯色噪声干扰下的非线性随机动力学问题。进行了参数分析,其中色噪声的标准偏差和相关时间对系统响应的影响进行了研究。数值计算结果表明,噪声对系统响应的影响很大的相关时间和标准偏差的值较高,和一个低的相关时间的值低(噪声水平独立)的影响。
2021-07-14 cond-mat.stat-mech cs.CE physics.class-ph
Refining Unified Colored-Noise Approximation
University of Padova(帕多瓦大学);Galilean School of Higher Education(伽利略高等教育学院);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学)
针对有色噪声驱动的随机动力学,通过时间尺度分离修正原统一有色噪声近似(UCNA)的推导,给出零相关和无限相关极限下的次主导修正,并在四次势和随机逻辑增长模型中验证。
2026-06-16 cond-mat.stat-mech
Enhancement of the escape time in metastable states with colored noise
本文研究了由Ornstein-Uhlenbeck过程产生的色噪声中从亚稳态的逃逸时间。我们分析了相关噪声和过阻尼布朗粒子的不稳定的初始条件对作为噪声强度的函数的平均逃逸时间的增强的作用。我们观察到的噪声增强的稳定性(NES)的影响,所有的初始不稳定状态和所有的相关时间值$τ_c$调查。我们可以区分两种动力学区域,其特征在于:(a)弱相关噪声和(b)强相关噪声,这取决于$τ_c$相对于弛豫时间的值。随着$τ_c$的增加,我们发现:(i)平均逃逸时间的最大值向噪声强度的较高值移动,并且该最大值的值增大:(ii)NES区变宽,在强色噪声区变得很大;(iii)在本制度(b)中,缺乏独特的初始条件$x_c$,它将位于发散区域的初始不稳定状态集与那些只给出平均逃逸时间的非单调行为。
2003-11-26 cond-mat.stat-mech
Efficient harmonic oscillator chain energy harvester driven by colored noise
我们研究了机电谐振子链作为能量采集器的性能,以从有限带宽的环境随机振动中提取能量,这些振动由色噪声建模。所提出的设备进行了数值模拟,其性能评估的净电功率产生的装置和它的效率,在转换外部噪声提供的电力到电力。我们的主要结果是一个大大增强的性能,无论是在净电力输送和效率,谐波链相对于流行的单振荡器谐振器。我们的数值结果解释的解析近似,在良好的协议与数值。
2020-05-24 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Modulated escape from a metastable state driven by colored noise
自然界中的许多现象都是由色噪声驱动的可激发系统描述的。波动的时间相关性妨碍了分析处理。在这里,我们提出了一个一般的方法减少到白噪声系统,捕捉噪声的颜色有效和时间依赖性的边界条件。我们应用的形式主义的神经元膜的兴奋性模型,泄漏的积分和消防神经元模型,揭示了一个分析表达式的线性响应的系统有效的中等频率。封闭形式的解析表达式能够表征这种可激发单元的响应特性,并评估其网络中出现的振荡。
2015-11-20 cond-mat.stat-mech q-bio.NC
Stochastic System with Colored Noise and Absorbing States: Path Integral Solution
研究了一类带吸收态的乘性有色噪声随机系统的序参量$x$和共轭力涨落的振幅$ϕ$的最概然值的行为.定义了作为噪声自相关时间与温度和噪声增长速度的依赖关系的相图。结果表明,相位半平面$(x,ϕ)$可以分为隔离域的大,中,小值的$x$。用路径积分表示的概率来研究这些域中的系统行为。在区域$x\ll 1$中,对于$0 < a < 1/2$,轨迹收敛于点$x = ϕ= 0$,对于$1/2 < a \le 1$,轨迹收敛于点$x = 0$,$ϕ\to\infty$。在前一种情况下,实现轨迹的概率是有限的,而在后一种情况下,它是非常小的,可以形成一个吸收状态。
2000-04-04 cond-mat.stat-mech
Colored noise and memory effects on formal spiking neuron models
简化的神经元模型捕捉了一般神经元电活动的本质,除了从计算的角度来看,与更高维的模型(如Hodgkin-Huxley模型)相比更有趣之外。在这项工作中,我们提出了一个广义的共振和火灾模型描述的广义朗之万方程,考虑到记忆效应和有色噪声。我们进行了全面的数值分析,以研究所提出的模型的动力学和点过程统计,突出有趣的新功能,如:i)非单调行为(峰结构的出现,通过色噪声特征时间尺度的选择而增强)作为记忆特征时间尺度的函数的变异系数(CV),ii)色噪声引起的CV中的移位,以及iii)由于记忆诱导的阈下振荡而在峰间间隔(ISI)分布中出现和抑制多峰。此外,在噪声诱导的尖峰制度,我们研究如何记忆和色噪声影响的相干共振(CR)现象。我们发现,对于足够长的记忆,CR不仅被抑制,而且CV $\times$噪声强度曲线的最小值,其特征在于CR的存在可能被最大值所取代。上述特征允许将记忆和有色噪声之间的相互作用解释为对神经元变异性的有效控制机制。由于ISI分布中的可变性和非平凡的时间模式在生物细胞中是普遍存在的,我们希望本模型可以用于模拟神经元的真实方面。
2015-05-12 cond-mat.stat-mech q-bio.NC
Superparamagnetic Relaxation Driven by Colored Noise
本文从理论上研究了色噪声驱动下单畴粒子的磁弛豫过程。考虑了两种方法; Landau-Lifshitz-Miyazaki-Seki方程,其是基于将Ornstein-Uhlenbeck相关噪声引入Landau-Lifshitz-Gilbert方程的朗之万动力学模型和广义主方程方法,其中通过引入显式记忆核来修改普通主方程。据发现,有色噪声是很可能成为重要的高各向异性材料的特征系统的时间,在这种情况下,逆拉莫尔进动频率,变得可比的相关时间。当逃逸时间比相关时间长得多时,自旋的弛豫曲线具有与普通LLG方程类似的指数形式,而对于低势垒高度和中间阻尼,相关时间是逃逸时间的相当大的一部分,预测不寻常的双指数衰减作为色噪声的特征。在非常高的阻尼和相关时间,自旋的时间分布呈现出更复杂的噪声轨迹。
2018-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Colored-noise magnetization dynamics: from weakly to strongly correlated noise
统计平均定理使我们能够推导出一组方程的平均磁化动力学有色(非马尔可夫)噪声的存在下。噪声的非马尔可夫特性由有限的自相关时间τ来描述,该时间可以用热浴对感兴趣的系统的有限响应时间来识别。目前,该模型仅针对弱相关噪声的情况进行测试(当tau等于或小于积分时间步长时)。为了探索其有效性的自相关时间的范围更广,非马尔可夫积分模型,随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的基础上提出的。这两种模型之间的比较进行了讨论,这些提供的证据表明,这两种形式主义仍然是等价的,即使是强相关的噪声(即tau远大于集成时间步长)。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech hep-lat
Realization of nonequilibrium thermodynamic processes using external colored noise
我们研究了浸入水中的单个微粒的动力学,这些微粒在额外的外部有色噪声的存在下被赶出平衡。作为一个案例研究,我们捕获一个单一的聚苯乙烯颗粒在水中与光镊和施加一个外部电场与平坦的频谱,但有限的带宽的数量级kHz。外部噪声的强度控制粒子位置波动的幅度,从而控制其有效温度。在这里,我们表明,在两个不同的非平衡实验中,在平衡有效温度下,粒子上所做的功的波动服从Crooks波动定理,给定的采样频率和噪声截止频率被适当地选择。因此,我们的实验装置可用于改进微型电机的设计,以实现快速高效的设备,从而扩展纳米机械的前沿。
2014-06-12 cond-mat.stat-mech
Power-law statistics in the velocity fluctuations of Brownian particle in inhomogeneous media and driven by colored noise
产生具有1/f谱的信号的非线性随机微分方程迄今已被用于描述社会经济系统。本文考虑布朗粒子在非均匀环境中的运动,使其运动可用在宽频率范围内产生1/f谱的方程来描述。非均匀环境可以是例如影响布朗粒子和介质的线性势的结果,其中由于介质端部的温度差而存在稳态热传递。由于布朗粒子与周围分子碰撞的关联性,使得有限关联时间变得重要,因此我们研究了色噪声对模型的影响。色噪声的存在导致了扩散的额外限制和粒子位置分布的指数截止。粒子位置分布中较窄的幂律部分导致频谱具有幂律行为的频率范围较窄。
2015-02-11 cond-mat.stat-mech
The effect of time-correlated noise on the Kuramoto model studied via the unified colored noise approximation
许多自然现象和社会现象都具有同步性。仓本模型,考虑到观察同步状态的基本成分,允许在一个简化但不平凡的图片数学同步研究。在这里,我们研究如何在有限的时间尺度$τ$相关的噪声影响的仓本模型实现同步的能力。我们开发了一个近似的理论,允许计算的临界耦合常数$k_c$的相关时间$τ$的函数。我们得到,$k_c(τ)$减少$τ$增加,表明时间相关的噪声促进同步。此外,我们表明,理论描述定性以及$k_c$附近的数值获得的同步程度。最后,我们表明,独立的$τ$的值,序参量与$k$规模的曲线上相同的主曲线,即使在$k$值非常远离$k_c$。
2019-10-07 cond-mat.stat-mech
Irreversibility in linear systems with colored noise
时间不可逆性是非平衡态动力学的一个显著特征,人们引入了几种不可逆性测度来评估随机驱动系统离热平衡的距离。虽然动态噪声通常近似为白色,但在许多实际应用中,与驱动系统的弛豫时间相比,随机力的时间相关性实际上可以显着延长寿命。我们分析了噪声中的时间相关性对常用的不可逆性措施的影响,并演示了白噪声驱动系统的理论框架如何自然地推广到有色噪声的情况。具体而言,我们表示的自关联函数,面积包围率,和平均相空间速度的李雅普诺夫方程的解决方案,并在其白噪声的限制值。
2021-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Colored Correlated Noises in Growth Model of Tumor
由外界因素诱导的随机共振被认为是研究肿瘤复杂动力学的一种有效方法。将周围环境和治疗对肿瘤生长的影响视为加性和乘性噪声,建立了肿瘤生长模型。通过这两种噪声的相关性来反映肿瘤对治疗的适应性。推导了Fokker-Plank方程,研究了不同条件下肿瘤细胞的概率分布函数和平均数。肿瘤细胞的平均数目可以通过噪声的相关性和强度来控制。
2017-07-15 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.CB
Computing the diffusivity of a particle subject to dry friction with colored noise
本文提出基于原始表示公式的无偏随机模拟方法,计算干摩擦粒子在白噪声和有色噪声下的扩散率,揭示白噪声近似仅在相关时间极小时有效。
2023-09-23 cond-mat.stat-mech math.PR
A moment approach to non-Gaussian colored noises
本文用二阶矩方法讨论了非高斯噪声作用下的Langevin系统,给出了两种噪声产生模型。本文导出了变量$x$的有效微分方程,并利用Fokker-Planck方程计算了定态概率分布$P(x)$。用矩量法计算的$P(x)$的结果与用不同方法如通用色噪声近似(UCNA)[Jung和Hänggi,Phys.Rev.A { \bf 35},4464(1987)]和泛函积分法得到的几个表达式进行比较。结果表明,我们的$P(x)$与直接模拟(DS)的结果吻合良好。我们还讨论了具有外部输入的模型的动力学性质,用矩量法求解微分方程。
2007-06-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Mean-field limits for interacting diffusions with colored noise: phase transitions and spectral numerical methods
本文研究了色噪声驱动下的弱相互作用粒子系统,研究了色噪声的关联时间对平衡态分岔图的影响。我们通过使用Hermite谱方法求解相应的McKean-Vlasov方程来实现这一点,并且我们使用粒子系统的Monte Carlo模拟来验证我们的发现。我们考虑高斯和非高斯噪声过程,并为每个模型的噪声,我们还研究了系统的行为,在小相关时间制度,使用扰动理论。本文所发展的谱方法可用于求解线性和非线性、局域和非局域(平均场)Fokker-Planck方程,而不要求它们具有梯度结构。
2020-04-24 cond-mat.stat-mech cs.NA math.NA
Diffusion in the Markovian limit of the spatio-temporal colored noise
我们探讨了非马尔可夫时空噪声中的扩散过程。非马尔可夫时空随机噪声中的逃逸率问题。有一个非平凡的短记忆机制,即,马尔可夫极限,其特征在于空间和时间相关长度之间的比例关系。在这个区域中,通过扩展围绕系统运动的轨迹而导出Fokker-Planck方程,并且非马尔可夫性质相当于势能的系统约化。对于具有势垒的系统,这一事实导致Kramers逃逸速率中的势垒高度和碰撞前因子的重整化,由此产生的速率在某些标度极限处显示出最大值。
2008-02-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
A Novel Exact Representation of Stationary Colored Gaussian Processes (Fractional Differential Approach)
本文提出了一种新的函数表示形式,称为广义泰勒形式,并将其应用于白噪声过程的滤波。证明了每一个高斯色噪声都可以表示为一组线性分数阶随机微分方程的输出,该方程的解是分数阶布朗运动的加权和。给出了加权系数的精确形式,并证明了加权系数与色噪声目标谱密度的分数阶矩有关。
2013-03-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Langevin equation with colored noise for constant-temperature molecular dynamics simulations
我们讨论了使用一个朗之万方程与有色(相关)噪声进行恒温分子动力学模拟。由于运动方程本质上是线性的,因此很容易预测哈密顿系统对这种恒温器的响应,并随意调整不同频率模式的弛豫时间。这允许优化系统热化和生成独立配置所需的时间。我们展示了如何利用这种依赖于频率的响应来控制温度的汽车Parrinello样的动力学,保持在低温下的电子自由度,而不影响绝热分离的离子的振动。
2010-01-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
Emergent time crystal from a fractional Langevin equation with white and colored noise
研究耦合白噪声和有色噪声热浴的分数阶Langevin方程,发现系统在零线性摩擦下涌现时间晶体和时间玻璃等周期性相,并通过数值和微观模型验证了解析结果。
2024-06-08 cond-mat.stat-mech
Effect of time delay on the onset of synchronization of the stochastic Kuramoto model
本文研究了具有时滞相互作用的全局耦合相位振子的仓本模型,该模型受Ornstein-Uhlenbeck(高斯)色噪声或非高斯色噪声的影响。我们数值研究了噪声$τ$的有限相关时间和时间延迟$τ_{d}$对同步过程的影响之间的相互作用。全同振子和非全同振子的两种情况都考虑过了。在相同的振荡器所获得的结果是一个大的增加的同步阈值作为时间延迟的函数的有色非高斯噪声相比,有色高斯噪声的情况下,在低噪声相关时间$τ$。然而,对于大的噪声相关时间,差异显著减小。对于不同的振荡器的情况下,非相干状态可能会变得不稳定的阈值(作为时间延迟的函数)的最大值附近,即使在较低的耦合强度值的存在下的有色噪声相比,无噪声的情况下。我们详细研究了耦合强度临界值(同步阈值)对随机仓本模型给定参数的依赖关系,并给出了有色高斯和非高斯噪声可能情况下的结果。
2010-08-06 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Efficient multiple time scale molecular dynamics: using colored noise thermostats to stabilize resonances
多时间尺度分子动力学通过比快速运动更少地更新慢运动来提高计算效率。然而,在实践中,最大的外部时间步长可能不受物理力的限制,而是受快模式和慢模式之间的共振的限制。在本文中,我们表明,这个问题可以通过使用一个简单的色噪声恒温计划,选择性地针对系统中的高频模式来缓解。对于两个样本的问题,灵活的水和溶剂化的丙氨酸二肽,我们证明,这允许使用大的外部时间步长,同时仍然获得准确的采样和最小化的动态扰动。此外,这种方法被证明是可比的约束快速运动,从而提供了一种替代分子动力学的约束。
2010-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of Colored Environmental Noise on the Extinction of a Long-Lived Stochastic Population: Role of the Allee Effect
本文研究了一个具有Allee效应的长寿命、混合良好的孤立随机种群在有色环境噪声和人口噪声共同作用下的灭绝风险。环境噪声调节人口出生率和死亡率。假设Allee效应较强,环境噪声呈正相关和高斯分布,我们推导出种群大小和环境涨落联合概率分布的Fokker-Planck方程。在WKB近似中,这个方程简化为一个有效的二维哈密顿力学,其中最可能的灭绝路径和最可能的环境波动被编码在相空间中的类瞬子轨迹中。平均灭绝时间(MTE)与沿该轨迹的机械作用有关。对于短相关、长相关和相对较弱的环境噪声,我们得到了新的分析结果。MTE的种群规模依赖性从弱环境噪声的指数变化到强噪声的无依赖性,这意味着灭绝风险大大增加。该理论很容易扩展到不同的亚稳态之间的人口切换,和随机人口爆炸,由于人口和环境噪声的联合作用。
2013-03-21 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
qNoise: A generator of non-Gaussian colored noise
我们介绍了一类有色(自相关)和非高斯噪声,其统计和频谱依赖于两个参数,$q$和$τ$的软件生成器。受Tsallis的非广延统计物理公式的启发,所谓的$q$分布是一个方便的自相关噪声源,适用于大范围的应用。$q$ -噪声--其趋向于平滑地从$q=1$到Ornstein--具有自相关性的Uhlenbeck噪声$τ$ --通过随机微分方程,使用Heun方法(二阶Runge-Kutta型积分方案)产生。该算法在C++中实现为独立库,并在Github存储库中作为开源提供。噪声的统计量可以方便地指定;通过改变参数$q$:它具有对$q<1$(亚高斯区域)的紧凑支持和直到$q=5/3$(超高斯区域)的有限方差。一旦$q$被固定,噪声的自相关可以借助于参数$τ$独立地调谐。所提出的qNoise生成器提供了一个容易的工具来建模各种各样的真实世界的噪声类型,并且适合于研究随机微分方程系统中的相关性和偏离正态分布的影响,这是理解许多应用中的系统动力学的关键。本文简要讨论了噪声统计特性对一类非线性系统响应的影响。在这些示例中的许多示例中,系统的响应对于某些$q\neq1$变为最优。因此,本文的目的是在类级别上介绍C++的qNoise生成器,并评估它生成的噪声类型,以及它们在一系列应用程序中的使用。
2021-11-29 cond-mat.stat-mech
Ultra-fast spin dynamics: the effect of colored noise
最近的实验结果已经将磁化动力学的极限推到了皮秒和飞秒的时间尺度。这种超快的自旋动力学发生在强而快速变化的磁场和高温的极端条件下。这种情况需要新的磁化动力学的描述,即使在原子朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的唯象水平上,考虑到电子系统的相关时间可以是反特征自旋频率的顺序。在这种情况下,我们介绍了基于Landau-Lifshitz-Miyasaki-Seki方程的自旋动力学的唯象正确的方法。研究了噪声关联时间对纵向和横向磁化弛豫的影响。我们还展示了噪声相关时间对不同材料在激光诱导动力学过程中的退磁速率的影响。
2008-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Impact of environmental colored noise in single-species population dynamics
外部条件的变化对生物系统的动力学和组织有重要影响。在许多情况下,环境变化的特征时间尺度以及它们之间的相互关系在生命系统适应和响应环境变化的方式中起着重要作用。因此,理解种群动力学的适当数学方法需要比以下方法更精确的方法:简单的白噪声近似为了进一步阐明这个问题,在本文中,我们提出了一个统一的框架,基于不同的分析和数值工具来处理“有色”环境噪声。特别是,我们采用了“统一的有色噪声近似”映射到一个有效的白噪声的原始问题,然后我们应用标准的路径积分方法来获得分析的理解。为了具体起见,我们提出了我们的方法,使用作为指导方针的接触过程的变化-这也可以被看作是一个出生-死亡过程的马尔萨斯-Verhulst类-其中的传播或出生率随时间随机变化。我们的方法使我们能够以系统的方式处理一些有关环境变化下的种群动力学的相关问题,如确定稳定的种群密度,建立种群可能灭绝的条件,估计灭绝时间。我们专注于新兴的相图及其可能的相变,这些是如何受到环境噪声时间相关性的影响。
2017-10-02 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Relativistic model of spontaneous wave-function localization induced by nonHermitian colored noise
本文基于随机非厄米作用量发展相对论量子场论,通过带纯虚数项的狄拉克作用量耦合费米子密度算符与普适有色噪声,推导波包定域化长度并发现其随可观测宇宙增大而减小,为相对论自发波函数坍缩提供潜在框架。
2025-11-13 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Nuclear quantum effects in solids using a colored-noise thermostat
我们提出了一种方法,基于一个非马尔可夫朗之万方程,包括量子修正的经典动力学的离子在准谐波系统。通过适当地拟合噪声的关联函数,人们可以改变作为振动频率的函数的位置和动量的波动,并拟合它们,以便再现量子力学行为,而对系统的细节有最少的先验知识。我们讨论了恒温器对钻石和冰的应用。我们发现,与路径积分分子动力学的协议的结果,可以得到只使用一小部分的计算工作。
2009-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
The Colored Noise of Magnetic Monopoles: Subdiffusion in a Coevolving Vacuum and Spin Ice Exponents
我们将自旋冰中实验发现的反常噪声与磁单极子的次扩散联系起来。因为单极子是涌现的粒子,它们不会在无结构的真空中运动。相反,潜在的自旋系综过滤热白噪声,导致非平凡的共同进化。因此,磁单极子可以被认为是在随机力作用下的随机游走者,只要它们不是平凡的白,而是颠覆了自旋真空的演化。通过这个概念化,我们推测的颜色之间的关系的噪声和其他可观的,如弛豫时间,密度,动力学指数,和湮灭反应的顺序,这导致我们引入自旋冰特定的临界指数在附近的冰流形。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Critical active dynamics is captured by a colored-noise driven field theory
数值研究了运动诱导临界点附近的关联函数、涨落耗散定理(FDT)的响应和失效。我们发现了一个强烈的FDT违反在短时间和波长制度,响应函数有一个更大的振幅比波动谱。相反,在更大的时空尺度上,FDT被恢复,并且临界慢化与伊辛普适性类兼容。在这些结果的基础上,我们开发了一种新的场论描述,采用时空相关的噪声,定性地捕捉已经在高斯水平的数值结果。通过单圈重整化群分析,我们发现相关噪声并不改变临界指数相对于平衡。我们的研究结果表明,相关的噪声场是一个基本的成分,以捕捉关键的活性物质的粗粒度水平的功能。
2022-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Markovian expansion in quantum dissipative systems
在路径积分形式下,研究了量子力学中耗散动力系统的非马尔可夫朗之万演化。在讨论了系统与热浴和内核和噪声相关器,遵循最常见的选择的相互作用的截止频率的作用,我们推导出一个解析展开的确切的非马尔可夫耗散内核和相应的色噪声在一般情况下,是一致的波动耗散定理,并纳入系统的非局部校正。我们说明了使用传统的(马尔可夫)Langevin方法的情况下,指数内核和分析的情况下,非马尔可夫布朗运动的结果的修改。
2009-10-22 cond-mat.stat-mech hep-ph quant-ph
A Loewner-Theoretic Approach to the Nonlinear Generalized Langevin Equation: The Role of Entropy in Colored Noise Environment
Nihon University(日本大学)
该研究用基于共形变换的分解法推导一维非线性广义朗之万方程,采用改进的 Mori-Zwanzig 方法并结合离散洛厄纳演化重新表述涨落耗散关系,通过数值模拟得到能量耗散标度律,还用洛厄纳熵估计有色噪声环境中的正则系综。
2026-07-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Evaluating functions of positive-definite matrices using colored noise thermostats
计算科学中的许多应用需要计算大型矩阵的函数的元素。一种常用的方法是基于特征值分解的评估,这是一项任务,一般来说,涉及的计算时间与矩阵大小的立方成比例。我们在这里提出了一种方法,可以用来评估一个函数的正定矩阵的元素与缩放是线性的稀疏矩阵和二次在一般情况下。这种方法是基于一个多维谐波势耦合色噪声广义朗之万方程(GLE)恒温器的动力学特性。这种“$f-$恒温器”(FTH)方法允许我们通过仔细剪裁随机动力学的性质来直接计算正定矩阵的函数的元素。我们证明了这种方法的缩放和精度密集和稀疏的问题,并与其他既定的方法的结果进行比较。
2014-02-10 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.data-an
Finite-dimensional colored fluctuation-dissipation theorem for spin systems
当纳米磁体耦合到随机外部源时,它们的磁化强度成为随机变量,其属性由感生概率密度定义,可以使用Langevin方程从其矩重建,用于将噪声映射到动态自由度。当自旋动力学在时间上离散时,即使在零模存在的情况下,也可以建立对非马尔可夫噪声有效的一般涨落耗散定理。我们讨论的微妙之处,出现时,吉尔伯特阻尼是本和噪声和自旋自由度之间的映射是非线性的。
2016-10-05 cond-mat.stat-mech hep-lat math-ph