External force affected escape of Brownian particles from a potential well
详细分析了外力对布朗粒子从势阱中扩散逃逸动力学的影响。分析内的两个状态模型的过程中，这是已知的是有效的深井限制在没有外力。该模型的广义变体，考虑到力的影响，被证明是相当准确的，以及一些形状的井。在广义两态模型的简单表达式以及人口减少动力学，特别是逃逸率。这些表达式表明，力（$F$）的影响表现在逃逸率对唯一参数$φ= Fa/(2k_b T)$的依赖性，其中$a$是阱$U(r)$的吸引部分的Onzager半径，由关系式$|U(a)| = k_b T$定义。详细分析了这种依赖性在弱力和强力情况下的极限行为。可能的应用程序，以及分析结果的关系，以获得较早的简要讨论。
2009-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean first passage time of chiral active Brownian particles
Fred Hutchinson Cancer Center（弗雷德·哈钦森癌症中心）；University of Canterbury（坎特伯雷大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）
研究手性活性布朗粒子在一维和二维受限域中的逃逸动力学，通过解析和数值方法揭示平均首次通过时间随手性变化的非单调行为，并发现存在最优手性最小化逃逸时间。
2026-07-13 cond-mat.soft
Speeding up Brownian escape via intermediate finite potential barriers
The Institute of Mathematical Sciences（数学科学研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴哈国家研究所）；University of Haifa（海法大学）
通过引入中间有限势垒，可有效降低布朗粒子克服总势垒高度ΔU的平均首次通过时间，从而加速热激活过渡。
2025-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microbial narrow-escape is facilitated by wall interactions
细胞已经进化出有效的策略来探测它们的周围环境并在复杂的环境中导航。从体内的转移性扩散到多孔材料中的游动细胞，通过狭窄的收缩（连接孤立微域的任何结构化环境的关键组成部分）逃逸是细胞探索的一个普遍和关键方面。在这里，使用模型微藻衣藻reinhardtii，我们结合实验和模拟来实现一个易于处理的实现经典的布朗窄逃逸问题的背景下，积极的封闭的物质。我们的研究结果与布朗粒子或泄漏混沌台球的预期结果不同，并表明细胞壁相互作用大大改变了逃逸率，并在一般条件下，加快扩散动力学。
2021-09-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Geodesic Trapping and Escape of Active Particles on Curved Surfaces
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本研究探讨曲面活性粒子沿闭合测地线的捕获与逃逸机制，发现连续与离散重定向行为差异显著，高斯曲率调控逃逸时间标度。
2026-09-10 cond-mat.soft
Transport and bistable kinetics of a Brownian particle in a nonequilibrium environment
提出了一个系统库模型，其中关联库由外部有色随机力调制，研究了过阻尼布朗粒子在周期势场中的输运。然后，我们推导出的平均速度，流动性和扩散率的解析表达式。研究了过阻尼区的双稳态动力学和从亚稳态的逃逸率。通过数值模拟，我们证明了我们的解析逃逸率与数值结果是一致的。
2008-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Splitting probabilities of confined chiral active Brownian particles
University of Alberta（阿尔伯塔大学）
研究手性活性布朗粒子在受限域中的分裂概率，通过反向福克-普朗克方程分析一维区间和二维锯齿通道中的传输行为，推导一维情况的解析解，并利用Fick-Jacobs方法和数值方法探讨几何结构、活动性和手性对逃逸概率的影响。
2026-04-24 cond-mat.soft
Mean first passage time of active Brownian particles in two dimensions
Fred Hutchinson Cancer Center（弗雷德·哈钦森癌症中心）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）
本文提出椭圆型PDE刻画二维ABPs在圆形、环形和椭圆区域中的MFPT，揭示其非单调位置/取向依赖及速度效应，并以渐近分析和Monte Carlo模拟验证。
2025-10-21 cond-mat.soft
Kramers escape of a self-propelled particle
研究了表面上过阻尼自推进球形布朗粒子从亚稳势阱中的逃逸率。在一个模型中的一维恒定速度的粒子的主动动力学，我们认为使用数值和分析方法的相关速率。关于势阱中定态的性质，存在两个主要的时间尺度，每个时间尺度分别控制粒子的平移和旋转动力学。粒子半径被确定为负责调节这些时间尺度之间的比率的基本量。对于非常小和非常大的粒子半径，可以导出粒子逃逸率的近似解析表达式，在其各自的有效范围内，与基本的全二维福克-普朗克描述的精确逃逸数值相比毫不逊色。
2016-06-14 cond-mat.soft
The kinetics of escaping of Brownian particles from a potential well for different space dimensionality. The effect of external force
详细分析了在外力作用下，布朗粒子从势阱中扩散逃逸的二维和三维动力学。动力学研究内的两个状态模型（TSM）提出的过程中没有外力。该模型的广义变体，考虑到力的影响，提出了这是相当准确的一些形状的好的2D和3D过程。在广义TSM简单的表达式以及人口减少动力学，特别是逃逸率。的力（$F$）的效果表明，表现在逃逸率依赖于唯一的参数$φ= Fa/(2k_b T)$，其中$a$是翁萨格半径的吸引力的一部分，以及$U(r)$，定义的关系$|U(a)| \approx k_b T$。这种依赖性在弱和强的力的情况下的限制行为进行了详细的研究，无论是在2D和3D的过程。所得结果的分析实验的一些应用进行了简要讨论。
2009-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activated escape of a self-propelled particle from a metastable state
研究了噪声驱动下的活动布朗粒子（ABPs）和翻滚粒子（RTPs）从束缚势中的逃逸。在小噪声极限下，我们给出了逃逸率在任意维变分问题中的精确表达式。对于一维的RTPs，我们得到了一个显式的解决方案，包括第一次领导的修正。在两个维度上，我们解决了RTPs和ABPs从二次井的逃逸问题。与平衡问题相反，我们发现逃逸率明显取决于势垒的完整形状，而不仅仅是它的高度。这导致了许多不寻常的行为。例如，当一个粒子被困在两个势垒之间时，它可能会优先从较高的势垒中逃逸。此外，随着自推进速度的变化，逃生路线可以不连续地从一个障碍切换到另一个障碍，导致动态相变。
2019-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles and run-and-tumble particles separate inside a maze
各种各样的天然和人造自推进颗粒是已知的，并且现今被使用。其中，活性布朗粒子（ABPs）和翻滚粒子（RTPs）是两类重要的粒子。我们数值研究非相互作用的ABPs和RTPs强烈局限于不同的迷宫几何形状在两个维度。我们证明，仅通过几何限制，ABPs是可分离的RTPs。通过研究具有嵌套壳的Matryoshka类迷宫，我们发现圆形迷宫具有最佳的过滤效率。平均首次通过时间的结果表明，ABPs从迷宫中心逃逸更快，而RTPs更容易从边缘到达中心。根据我们的模拟和速率理论，我们开发的，ABPs在稳定状态下积累在最外层区域的Matryoshka样迷宫，而RTPs占据所有位置的迷宫内几乎相同的概率。这些结果提出了一种新的技术，通过设计适当的限制几何形状，而不使用化学或生物制剂，用于分离不同类型的自推进粒子。
2016-11-01 cond-mat.soft
Escape Kinetics of an Underdamped Colloidal Particle from a Cavity through Narrow Pores
通常希望知道纳米或微米尺度颗粒在小腔体中的存活概率的控制机制，例如，高效过滤介质的纤维床中的受限亚微米颗粒或受限蜂窝结构中的离子/小分子。在这里，我们解决这个问题的基础上逃逸动力学的惯性布朗胶体粒子从各种类型的单孔和多孔腔的数值研究。我们考虑了强粘性阻尼和弱粘性阻尼两种情况。模拟结果表明，只要热长度大于腔体尺寸，平均出射时间对介质粘性阻尼不敏感。随着阻尼强度的进一步增大，逃逸率与阻尼强度逐渐呈现线性关系。这一结果是在鲜明对比的能量势垒跨越动力学的逃逸率表现出周转行为的阻尼强度的函数。此外，在弹道状态下，出口速率与孔宽度和热速度成正比。所有这些属性对腔以及孔结构不敏感。此外，我们表明，孔结构的变化对逃逸动力学的影响是显着不同的低阻尼制度相比，过阻尼的情况。除了在生物学和纳米技术中的直接应用外，我们的模拟结果还可以用于了解生物或人工微/纳米物体的扩散，例如细菌，病毒，Janus粒子等。
2023-03-28 cond-mat.soft
Brownian motion in time-dependent logarithmic potential: Exact results for dynamics and first-passage properties
本文研究了强度依赖于时间的对数势$U(x,t) = g(t) \log(x)$中的布朗运动，它在坐标原点处有吸收边界。这种模型可以表示在生物孔的末端处的时间依赖性熵势垒上的带电分子的扩散控制反应或布朗粒子的逃逸的动力学。我们提出了一个简单的渐近理论，产生的长期行为的生存概率（首次通过性能）和时刻的粒子位置（动力学）。渐近生存概率，即，粒子在给定时间之前不撞击原点的概率是势强度的函数。因此，它对不同的功能$g(t)$表现出相当不同的行为。后者可以分为三类根据政权的渐近衰减的生存概率。我们区分1。常规（幂律衰减），2.边际（幂律乘以时间的慢函数），以及3.增强的吸收（衰减比幂律更快，例如，指数）。渐近理论的结果与数值模拟结果吻合较好。
2015-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unfolding times for proteins in a force clamp
从原生谷蛋白质受到恒定的拉伸力的逃逸过程中检查使用的β-桶模型。对于广泛的力，展开动力学可以被视为一维扩散，参数化的端到端的距离。特别是，逃逸时间可以被评估为第一次通过时间的布朗粒子移动的蛋白质自由能景观，使用Smoluchowski方程。在较强的力量，展开过程可以被看作是一个扩散漂移远离原生状态，而在较弱的力量热激活是相关的机制。逃逸时间分析揭示了这种方法中的交叉从指数到逆高斯逃逸时间分布时，通过从弱到强的力量。此外，一个单一的表达式，有效的弱和强的力量，可以设计的平均展开时间以及相应的方差。该分析为ddFLN 4和泛素的最新实验结果提供了可能的解释。
2009-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resonant Untrapping of Active Polymers in Breathing Lattices
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）；Department of Physics, Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院物理系）
该研究揭示拥挤环境中活性聚合物可自捕获，呼吸晶格的波动可共振加速其逃逸，环境波动速率与螺旋弛豫速率匹配时扩散提升两个数量级，该机制可调控构象屏障的输运。
2026-08-19 cond-mat.soft
Anisotropy and memory during cage breaking events close to a wall
玻璃态硬球系统中的缓慢动力学由笼破事件主导，即，重排，其中粒子从由其相邻粒子形成的笼中逃逸。本文利用布朗动力学模拟方法研究了过阻尼胶体系统中的这类事件。虽然这是很难与笼打破事件的结构平均场结果散装，我们表明，靠近壁的颗粒的微观动力学可以与各向异性的两个粒子的密度。特别是，我们研究打破笼子的轨迹，平均力跟踪粒子，和轨迹的历史的影响。基于我们的模拟结果，我们进一步构建了两个不同的单粒子随机行走模型-一个没有，一个与内存结合-并找到局部各向异性和历史依赖性的粒子作为关键成分来描述逃离笼子。最后，我们对靠近墙壁的重排事件的详细研究不仅揭示了笼子的记忆效应，而且使我们对玻璃态动力学的基本机制有了更深入的了解。
2016-10-25 cond-mat.soft
Trapping of an active Brownian particle at a partially absorbing wall
本文研究二维通道中活性布朗粒子在部分吸收壁处的捕获问题，通过分离壁外动力学与壁附着动力学，用概率方法推导出平均首达时间的显式表达式，并支持更一般的遭遇模型。
2023-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Platelet-driven contraction enlarges accessible space in layered fibrin networks without uniformly accelerating particle escape
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas（物理系，物理与数学科学学院）；Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）
该研究通过耦合力学模型与布朗输运模拟，发现血小板驱动的纤维蛋白网络收缩会增大示踪剂可及空间，但不会均匀加速颗粒逃逸，明确了几何容纳与输运动力学的分离关系。
2026-10-16 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Nonequilibrium dynamics and entropy production of a trapped colloidal particle in a complex nonreciprocal medium
本文研究了受剪切流驱动且处于非互易记忆介质中的陷俘Brownian粒子的二维运动，发现当剪切率超过临界值时系统会从稳态转变为非稳态并逃逸陷阱，且跨越稳定性阈值时熵产生率保持有限。
2024-04-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fick-Jacobs description and first passage dynamics for diffusion in a channel under stochastic resetting
本文将Fick-Jacobs理论扩展到随机重置下的通道扩散输运，推导出首通时间、逃逸概率和平均寿命的精确表达式，证明适当重置率可加速输运并使粒子在通道内的平均寿命最小化，且最优重置率随系统参数变化会发生连续和不连续转变。
2022-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Equilibrium binding energies from fluctuation theorems and force spectroscopy simulations
布朗动力学模拟用于研究粒子从衬底的脱离。虽然该模型是简单和通用的，我们试图将其能量，长度和时间尺度映射到一个特定的实验系统，即一个珠子，是弱结合到一个细胞，然后删除的光镊。外部驱动力来自于光镊势和衬底势的结合，而热涨落则由布朗力来考虑。利用Jarzynski等式和Crooks涨落定理得到了初、终态平衡自由能差。为此，我们采样非平衡工作轨迹为各种镊子拉速率。我们认为，这种方法也应该是可行的实验设想的系统。此外，我们概述了如何测量的一个完整的自由能分布将允许实验家检索未知的基板电位通过一个合适的去卷积。研究了拉速对计算结果精度的影响，并采用伞形取样法计算了不同陷阱势下粒子逃逸的平衡几率。
2016-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Irreversibble Bimolecular Reactions of Langevin Particles
研究了反应物在相空间中扩散时的反应A+B --> B，即反应动力学可用Langevin方程描述。稳态速率常数计算的目标（静态A和移动B的）和捕获（移动A和静态B的）的问题时，反应假设发生在第一次接触。对于布朗动力学（即，普通扩散），这两个问题的速率常数是摩擦系数$γ$的单调递减函数。然而，对于朗之万动力学，我们发现，稳态速率常数表现出的周转行为作为$γ$的函数的捕获问题，但不是为目标问题。这个周转是不同于熟悉的Kramers的周转率常数逃离深势阱，因为这里考虑的反应是一个activationless过程。
2000-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
