Driven tracers in narrow channels
研究了在静止介质二维狭窄通道中运动的示踪剂的稳态特性。示踪剂使系统失去平衡，扰动密度和压力场，并使浴粒子具有非零的平均速度，从而在通道中产生电流。在这项研究中，三个模型中的封闭效应的通道进行了分析和比较：第一个是简单的对称排除过程（SSEP），其中的稳态密度分布和示踪剂的框架中的壁面上的压力进行了计算。我们表明，示踪剂的行为就像一个偶极源中的平均速度场。然后将该2D条带的空间结构简化为一维SSEP，其中允许示踪剂和浴粒子之间的位置交换。利用平均场论和不允许交换的极限的精确解的组合，给出了示踪剂的速度和密度场的良好预测。最后，我们表明，获得的结果与交流的1D SSEP也适用于气体过阻尼硬盘在一个狭窄的通道。SSEP和硬盘气体的参数之间的对应关系是系统的，并遵循简单直观的参数。我们的分析结果进行了数值检验。
2016-09-26 cond-mat.stat-mech
Driven tracer with absolute negative mobility
负迁移率是指系统对扰动的响应与人们的期望相反，在许多非平衡态系统中，负迁移率的非线性已经得到了理论和实验的研究。在这项工作中，我们表明，绝对负迁移率（ANM），即电流产生的方向相反的驱动器，可以发生周围的平衡态。这是证明了一个简单的一维晶格模型与驱动示踪剂。我们推导出分析预测的线性响应制度，并通过研究高密度极限阐明机制导致ANM。我们还数值研究了一个模型的硬布朗磁盘在一个狭窄的平面通道，格子模型可以被看作是一个玩具模型。我们发现，该模型具有负微分迁移率（NDM），但没有ANM。
2018-01-04 cond-mat.stat-mech
Bath-Mediated Interactions between Driven Tracers in Dense Single-Files
单行传输，其中粒子不能绕过对方，已被观察到在各种实验设置。在这样的系统中，示踪粒子（TP）的行为是亚扩散的，这源于粒子之间的强关联。当TP被驱动并导致不均匀的密度分布时，这些相关性尤其显著。确定这种不均匀性的影响时，几个TP驱动系统中是一个关键问题，涉及到浴介导的相互作用，这是已知的诱导集体运动，并导致形成集群或车道在各种系统的一般问题。量化这种集体行为、新出现的互动及其对推动贸易点的力量幅度的依赖，仍然是一个具有挑战性但基本上尚未解决的问题。在这里，考虑到密集的单文件系统，我们分析确定的相关性的整个动态，并揭示出平衡的合作性和驱动TP之间的竞争效应。
2019-09-13 cond-mat.stat-mech
Exact correlations in a single file system with a driven tracer
我们研究了一个单一的驱动示踪粒子在一个浴的其他粒子执行随机平均过程的无限线上使用随机流体动力学方法的效果。我们考虑任意固定以及随机初始条件和计算两点相关。对于淬火均匀和退火稳态初始条件，我们表明，在大时间内，$T$限制了粒子位置的波动和相关性，使其亚扩散生长为$\sqrt{T}$，并且在适当重新缩放标签的情况下具有明确的缩放形式。我们计算相应的标度函数，正是这些特定的初始配置，并验证它们的数值。我们还考虑了一个非线性不变的初始条件，线性增加的差距，我们表明，波动和相关性增长超扩散$T^{3/2}$在大的时间。
2016-09-18 cond-mat.stat-mech
Driven Tracers in a One-Dimensional Periodic Hard-Core Lattice Gas
研究环上对称硬核粒子环境中的完全不对称示踪粒子，显式推导单示踪粒子稳态性质并推广至多示踪粒子系统，揭示了多示踪粒子运动更快的协同效应。
2020-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field-driven tracer diffusion through curved bottlenecks: Fine structure of first passage events
本研究通过标度论证与数值模拟，探究场驱动示踪粒子在含周期性漏斗形瓶颈的波纹通道中的扩散，揭示了Fick-Jacobs方法未关注的首次穿越事件的边界集中等新特征。
2020-06-12 cond-mat.stat-mech
Fluctuations and correlations of a driven tracer in a hard-core lattice gas
我们考虑一个驱动示踪粒子（TP）在一个浴的硬核粒子进行连续交换与水库。我们开发了一个分析框架，使我们能够超越标准的力-速度关系用于这个极小模型的活性微观流变学和定量分析，对于任何密度的浴颗粒，TP位置的波动和它们的相关性与浴颗粒的占用数。我们得到一个确切的爱因斯坦型的关系，链接这些波动的情况下，在线性驱动制度的驱动力和浴粒子密度分布。对于一维的情况下，我们还提供了一个近似的，但非常准确的显式表达式的TP位置的方差，并表明它可以是一个非单调的函数的浴粒子密度：反直觉，密度的增加可能会增加分散的TP位置。我们表明，这种非平凡的行为，这在原则上可以观察到在积极的微观流变学实验，是由微妙的互相关量化我们的方法。
2013-04-08 cond-mat.stat-mech
Exact gap statistics for the random average process on a ring with a tracer
研究了环上随机平均过程（RAP）中除一个示踪粒子可以被驱动外，其余粒子对称跳跃的能隙的统计特性。这些粒子向左或向右跳跃可用空间的随机分数$η$，直到相应方向上的下一个粒子。随机分数$η\in [0,~1)$选自分布$R(η)$。对于非驱动示踪剂，当$R(η)$满足一个充分必要条件时，连续粒子之间的间隙的静态联合分布采取除全局约束外被因式分解的通用形式。发现了满足这个条件的$R(η)$的一些有趣的显式形式。在驱动示踪剂的情况下，系统达到载流稳态，其中这种分解不成立。在热力学极限方面取得了分析进展，我们计算了本体内部的单点质量分布。我们还精确地计算了在该极限下的两点间隙-间隙相关。数值模拟支持我们的分析结果。
2015-10-08 cond-mat.stat-mech
Dissipative homogeneous Maxwell mixtures: ordering transition in the tracer limit
本文用非弹性Maxwell混合物的齐次Boltzmann方程研究了示踪粒子或杂质（溶剂）浸入均匀颗粒气体（溶质）中的动力学。该分析是基于在均匀冷却状态（HCS），适用于任意值的混合物的参数（颗粒质量$m_i$，摩尔分数$c_i$，和恢复系数$α_{ij}$）的粒状二元混合物导出的精确结果。在示踪剂限制（$c_1\to 0$），它表明，HCS支持两个不同的阶段，证明了相应的$E_1/E$值，示踪剂物种的相对贡献的总能量。定义质量比$μ= m_1/m_2$，确实存在两个临界值$μ_\text{HCS}^{(-)}$和$μ_\text{HCS}^{(+)}$（其取决于恢复系数），使得$E_1/E=0$用于$μ_\text{HCS}^{(-)}<μ<μ_\text{HCS}^{(+)}$（无序或正常相），而$E_1/E\neq 0$用于$μ<μ_\text{HCS}^{(-)}$和/或$μ>μ_\text{HCS}^{(+)}$（有序相）。
2011-11-28 cond-mat.stat-mech
Stokes formula and density perturbances for driven tracer diffusion in an adsorbed monolayer
本文研究了气相或蒸气单分子膜吸附在固体表面上的内摩擦。在离域吸附的朗缪尔模型的框架内，我们计算了移动吸附质的颗粒提供的阻力，一些不纯的示踪分子，其扩散随机运动是由一个恒定的外力偏置。我们发现，足够小的驱动力施加在示踪剂上的力表现出粘性的行为。然后，我们推导出模拟的斯托克斯公式的二维吸附，计算相应的摩擦系数，并确定从驱动杂质看到的单层中的静止粒子分布。
1999-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin equations for a driven tracer in dense soft colloids: construction and applications
我们描述了一个示踪剂在浴软布朗胶体的粒子耦合到其他浴粒子的密度场。从Dean方程出发，我们导出了整个系统演化的精确方程，并证明了密度场的演化在稠密熔池的极限下可以线性化。这个线性化的迪恩方程与示踪剂采取除了验证再现以前的结果的平均场液体结构和输运性质。然后，示踪剂受到一个外力，我们计算它周围的密度分布，它的迁移率和扩散系数。我们的研究结果表现出的效果，如偏压增强扩散，是非常相似的观察到的相反的限制的硬核格子气，表明这些效果的鲁棒性。我们的预测成功地测试对分子动力学模拟。
2014-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Loss of Percolation Transition in the Presence of Simple Tracer-Media Interactions
本文提出 Sokoban random walk 模型，发现引入简单的示踪剂-介质相互作用后，粒子始终被限制在有限区域内，导致渗流转变消失，挑战了传统输运范式。
2022-12-24 cond-mat.stat-mech
Distribution of the position of a driven tracer in a hardcore lattice gas
我们研究了一个有偏见的示踪粒子（TP）在一个浴的硬核粒子移动的任意尺寸的晶格和接触的水库。从TP位置和浴配置的联合概率所满足的主方程出发，并借助于平均场型近似，我们在先前的出版物[Phys. Rev. E \textbf{87}，032164（2013）]中提出了TP位置的波动的计算。反直觉地，在一维晶格上，TP的扩散系数被示出为浴颗粒的密度的非单调函数，并且对于密度的非零值达到最大值。在这里，我们：（i）给出了计算的细节，并对扩散系数的非单调性的理解提供了物理上的理解;（ii）扩展了平均场型近似，使高阶关联函数解耦，并得到了TP位置的累积量母函数所满足的演化方程，该方程在任何空间维都有效。在一维格点的特殊情况下，我们求解这个方程，得到TP位置的概率分布。我们表明，重新调整的位置由其波动是渐近分布的高斯分布在长时间限制。
2015-07-02 cond-mat.stat-mech
Anomalous force-velocity relation of driven inertial tracers in steady laminar flows
研究了二维不可压缩层流中惯性示踪剂对外力的非线性响应。除了驱动外场$F$外，系统中的主要参数是示踪剂的噪声幅度$D_0$和特征斯托克斯时间$τ$。速度与力的关系显示出有趣的效应，例如负微分迁移率（NDM），即示踪剂速度作为所施加的力的函数的非单调行为，以及绝对负迁移率（ANM），即针对偏置的净运动。通过大量的数值模拟，我们调查的相图中的参数空间的模型，$(τ,D_0)$，确定区域NDM，ANM和更常见的单调行为的力-速度曲线观察。
2017-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuum theory of vacancy-mediated diffusion
我们提出并解决了一个连续理论的空位介导的扩散（如证明，例如，在晶体中的示踪剂的空位驱动运动）。结果得到所有的空间维度，并揭示了强烈的非高斯性质的示踪剂波动。在整数维，我们的结果是完全符合从以前的精确晶格计算。我们还扩展了我们的模型来描述空位驱动的波动的一个奴隶通量线。
1998-06-24 cond-mat.stat-mech
Recoil of a driven tracer in a correlated medium
研究布朗粒子从恒定速度运动的谐振势阱释放后的随机动力学，发现其在关联介质中表现出反冲（反向运动），该效应在特定场动力学下呈代数形式达到最终平均位置，对临界点附近受驱胶体粒子有定性参考价值。
2025-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Absolute negative mobility of an active tracer in a crowded environment
本文通过微观理论揭示活性示踪粒子在拥挤晶格环境中出现绝对负迁移率的机制，解析计算其速度并确定参数条件，同时阐明其与负微分迁移率的关系。
2022-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium fluctuations and enhanced diffusion of a driven particle in a dense environment
本文研究了示踪粒子在任意密度的稠密环境中受外力驱动而脱离平衡的扩散问题。系统在离散格点上演化，其随机动力学由主方程描述。依靠去耦近似，超越了天真的平均场处理的问题，我们计算的示踪剂的位置的波动，其平均值周围的任意尺寸的晶格，并具有不同的边界条件。我们揭示了内在的非平衡效应，如增强扩散的示踪剂引起的拥挤相互作用和外部驱动。最后，我们考虑了模型的高密度和低密度极限，并表明我们的近似方案在这些极限中变得精确。
2018-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium phase transition in a sheared granular mixture
本文研究了均匀剪切流场中杂质（或示踪粒子）浸入稀颗粒气体中的动力学行为。一个非平衡相变确定从一个精确的解决方案的非弹性Boltzmann方程的颗粒状二元混合物中的示踪剂限制，其中的杂质进行要么消失（无序相）或有限的（有序相）分数的总动能的系统。在无序相，颗粒温度比（杂质的“温度”超过的主机流体）是有限的，而它在有序相发散。为了正确地捕捉这种极端违反能量均分，我们表明，杂质奴役的主机流体的图片是不够的。
2011-05-04 cond-mat.stat-mech
Dynamical arrest, tracer diffusion and Kinetically Constrained Lattice Gases
我们分析了动力学约束模型的玻璃态系统的标记粒子扩散。我们提出了一种方法，专注于Kob-Andersen模型作为一个例子，它允许证明下限和上限的自扩散系数$D_S$。这种方法导致精确的密度依赖性的$D_{S}$，在高密度，有限缺陷的模型，并证明扩散，$D_{S}>0$，在任何有限密度的高度合作的模型。一个更普遍的结果是，在非常一般的假设下，人们可以排除动态转变，就像玻璃的模式耦合理论所预测的那样，发生在有限的温度/化学势下，对于晶格上相互作用的粒子系统。
2004-02-11 cond-mat.stat-mech
A simple symmetric exclusion process driven by an asymmetric tracer particle
研究周期性一维晶格上由非对称示踪粒子驱动的排他过程，给出了稳态精确解、非平衡配分函数及流和关联公式，并发现非平衡自由能在热力学极限下无法良好定义。
2022-12-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.CO
Nonlinear response and emerging nonequilibrium micro-structures for biased diffusion in confined crowding environments
我们研究分析的动力学和微观结构的变化所造成的主机介质的驱动示踪粒子移动在一个封闭的，静止的分子拥挤的环境。模仿典型的设置活动的微观流变学实验，我们认为在这里的极小模型，包括一个几何约束的晶格系统-一个二维的带状或三维的毛细管状-填充两种类型的硬核粒子与随机动力学-示踪剂粒子驱动的恒定的外力和浴粒子完全随机移动。借助于一个解耦方案，它允许我们超越线性响应近似（Stokes区域），对于任意密度的格子气粒子，我们确定了示踪粒子的力-速度关系和它周围的宿主介质粒子的稳态密度分布，这些结果通过广泛的数值模拟进行了验证。我们的理论分析揭示了两个显著特征：a）我们证明了在一定条件下，被驱动示踪粒子的终极速度是力的非单调函数，使得在某些参数范围内微分迁移率变为负值; b）有偏粒子驱动整个系统进入一个非平衡稳态，在示踪粒子附近有一个静止的粒子密度分布，它按指数衰减，与在无界晶格中观察到的行为形成鲜明对比，在无界晶格中已知发生代数衰减。
2015-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connectivity of the Hexagonal, Cubic, and Isotropic Phases of the C$_{12}$EO$_6$/H$_2$O Lyotropic Mixture Investigated by Tracer Diffusion and X-ray Scattering
通过测定示踪分子在六方中间相和流体各向同性相之间的扩散常数，研究了非离子二元体系C $_{12}$ EO $_6$ /H $_2$ O中疏水介质的连通性.在接近各向同性相的横向扩散系数的增加揭示了连接表面活性剂圆柱体的桥状缺陷的扩散。这表明各向同性相具有高度连接的结构。事实上，我们发现类似的扩散系数在各向同性和立方双连续相。在六方相的晶格参数的温度依赖性证实了连接的变化接近六方各向同性过渡。最后，各向同性相的X射线研究表明，其结构是局部类似的六方相。
2015-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-Dependent Fluctuations and Superdiffusivity in the Driven Lattice Lorentz Gas
我们考虑一个示踪粒子在一个格子中的存在不动的障碍。从平衡开始，一个拉着粒子的力被打开，驱动系统进入一个新的静止状态。我们解决的示踪剂的位置沿力的方向的波动的完整的瞬态动力学。分析结果，准确的障碍物密度的第一顺序和任意强驱动，随机模拟相比。在强驱动下，波动在中间时间超扩散地增长;然而，它们总是在稳态下变得扩散。的扩散常数是非解析的小驱动，并提高了数量级，通过增加的力量。
2017-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Cold Tracer in a Hot Bath: In and Out of Equilibrium
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
研究零温度非平衡示踪剂在布朗粒子浴中的动力学，发现随着浴密度增加，示踪剂从主动动力学过渡到有效平衡态，并通过解析方法揭示其在大密度下的非平衡行为。
2026-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting in a nonequilibrium environment
本研究探讨了非平衡介质中示踪粒子在随机重置下的动力学，揭示了粒子耦合强度与浴粒子扩散率对弛豫动力学和首达搜索时间的显著影响，为非马尔可夫系统提供了综合理论框架。
2024-12-27 cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of a cold tracer in a hot bath
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
研究冷示踪粒子与热布朗粒子的相互作用动力学，通过推导广义Langevin方程揭示其在不同连接模式下的非平衡行为与热力学特性。
2026-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Localization Transition of the Two-Dimensional Lorentz Model
我们研究了单个示踪粒子在随机分布的硬障碍物的二维过程中进行布朗运动的动力学。在一定的临界障碍物密度，示踪剂的运动变得异常，在几十年的时间，这是合理化的基础渗流过渡的空隙空间。在这个临界密度附近的动态如下的异常一个交叉时间尺度的运动变得扩散或本地化。我们分析了含时扩散系数D（t）的标度行为，包括标度修正。远离临界密度，D（t）表现出普遍的流体动力学的长时间尾巴在扩散以及在本地化阶段。
2010-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
