Exact time dependence of the cumulants of a tracer position in a dense lattice gas
我们发展了一种通用的方法来计算在一个稠密的格子气的硬核粒子的示踪粒子的位置的累积量的精确时间依赖性。更准确地说，我们计算的累积生成函数与标记的粒子在任意时间的位置，并在领先的顺序在晶格上的空位密度。特别是，我们的方法提供了访问的示踪剂位置的累积量的短时间动态-一个制度，其中很少有结果是已知的。我们的方法的一般性表明，它超越了对称的一维随机游走的情况下，并涵盖了重要的情况下（一）有偏见的示踪剂;（二）梳状结构;（三）$d$维的情况。
2022-02-18 cond-mat.soft 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
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
Universal scale-free decay of tracer-bath correlations in $d$-dimensional interacting particle systems
针对$d$维硬核与软核相互作用粒子系统，解析推导了示踪粒子参考系下的空间相关剖面，揭示了远距离幂律衰减指数仅取决于空间维度的普适特征，并通过数值模拟验证了其稳健性。
2025-09-05 cond-mat.soft 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
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
Interacting self-phoretic particles on a ring
Université Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学，法国国家科学研究中心，LOMA实验室）
该研究在一维周期域框架下，解析推导自泳粒子自发推进阈值等，揭示其个体及集体运动规律，为相关实验现象提供定性对应。
2026-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tracer diffusion in crowded narrow channels. Topical review
我们总结了不同的结果示踪粒子在晶格气体的硬核粒子的随机动力学，这是局限于狭窄的通道-单文件，梳状结构和准一维通道的宽度等于几个粒子直径的扩散。我们表明，在这样的几何形状一个令人惊讶的丰富，有时甚至违反直觉，行为出现，这是不存在的无界系统。我们还提出了一个调查的示踪剂粒子扩散在无界系统中，这将允许读者有一个详尽的广泛的图片在拥挤的环境中的示踪剂扩散获得的不同结果。
2018-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.PR
Decoupling of single-particle and collective dynamics in arrested phase-separating glassy mixtures
University of Vienna（维也纳大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）
研究了硬颗粒-星形聚合物混合物在冻结相分离范围内的结构和动力学，揭示了硬颗粒在软玻璃体基质中的扩散行为及非指数松弛和非高斯位移分布，展示了冻结相分离与玻璃性相互作用导致的复杂多尺度现象。
2026-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal tracer statistics in single-file transport
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹CY巴黎大学）；Collège de France（法兰西公学院）；Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
研究揭示了在单文件传输中，不同微观动力学下大规模长时间统计的通用性，通过追踪粒子位置的联合分布显示非高斯波动，且在两种集合中均成立。
2026-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Directed random walk in adsorbed monolayer
我们研究的示踪剂粒子的动力学，它执行一个完全定向的随机行走在一个吸附的单层组成的移动硬核粒子进行连续交换与汽相。在一个平均场型的方法，基于解耦的示踪剂粒子粒子的关联函数成成对的产品，示踪剂粒子的相关性，我们确定的单层粒子的密度分布，从静止的运动示踪剂，并计算其终极速度，V_{tr}。在一般情况下，后者是隐含地确定的，作为某个超越方程的解。在单层粒子扩散的两种极限情况下，得到了V_{tr}的显式渐近形式。然后我们证明了单层中的密度分布是强不均匀的：在静止运动的示踪剂前面，局部密度高于平均值ρ_L，并以距示踪剂距离的指数函数接近ρ_L。通过示踪剂后，局域密度低于ρ_L，而对ρ_L的逼近则取决于单分子层中粒子数是不守恒的还是显式守恒的。在前一种情况下，该方法由具有不同特征长度的指数依赖性描述，与示踪剂前面的行为相比;在后一种情况下，密度代数地趋向于ρ_L。密度弛豫函数的特征长度和振幅也被明确地确定
1999-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Attraction and condensation of driven tracers in a narrow channel
当多个粒子在几何约束下被同时驱动通过平衡浴时，出现浴介导的吸引和凝结。虽然在各种非平衡现象中观察到了这种情况，但有大量的实验和数值证据，目前对这些相互作用如何产生的定量了解很少。在这里，我们通过研究两个被驱动的“示踪”粒子的行为来解决这个问题，这些粒子在具有排斥体积相互作用的一维晶格中通过浴传播。我们分析探索机制负责示踪剂的涌现相互作用，并计算由此产生的有效吸引力的潜力。这种机制，然后数字显示扩展到一个现实的模型硬驱动布朗盘局限于一个狭窄的2D通道。
2021-06-24 cond-mat.stat-mech
Generalised density profiles in single-file systems
单列扩散是指粒子在狭窄通道中的运动，这些粒子不能绕过彼此。粒子之间的这些强相关性导致示踪剂亚扩散，这已经在多孔介质、沸石或受限胶体悬浮液中的运输等不同的背景下观察到，并且在许多作品中进行了理论研究。对这个著名的多体问题的大多数方法仅限于示踪剂的描述，示踪剂的基本性质，如大偏差函数或两次关联函数，直到最近才被确定。在这里，我们超越了这个标准的描述，通过引入和确定分析广义密度分布（GDP）的框架中的示踪剂。除了控制示踪剂的统计特性之外，这些量还充分地证实了示踪剂位置与熔池颗粒密度之间的相关性。考虑到问题的流体动力学限制，我们揭示了普遍的缩放性质的GDP与空间和时间，和非单调的依赖性与距离的示踪剂，尽管没有任何不对称。我们的分析方法提供了精确的结果的GDPs的范式模型的单列扩散，如布朗粒子与硬核排斥，对称排斥过程和随机平均过程。我们的方法的适用范围进一步说明考虑扩展到一般粒子之间的相互作用和平衡的情况。
2021-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear transport of tracer particles immersed in a strongly sheared dilute gas with inelastic collisions
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx)（高级计算科学研究所 (ICCAEx)）
研究强剪切稀释气体中示踪粒子的非线性输运，通过两种互补方法推导精确结果，并与IHS结果比较。
2025-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice-Boltzmann Simulations of Microswimmer-Tracer Interactions
流体动力学的相互作用，在系统中的自推进粒子，如游泳的微生物，和被动示踪剂有显着影响的示踪剂动力学相比，相当于“干”的样品。然而，由于其计算成本，这种相互作用通常难以在模拟中考虑。在这里，我们使用基于有效的力/反力的晶格-玻尔兹曼（LB）算法[J. de Graaf~ \textit{et al.}，J. Chem. Phys.~ \textbf{144}，134106（2016）]，以验证其捕获相关低雷诺数物理的能力。我们表明，LB算法再现远场的理论结果以及，无论是在一个系统中的周期性边界条件和在一个球形腔无滑壁，我们在这里推导出表达式。LB算法的力-晶格耦合导致流场的“涂抹”，这强烈地干扰了示踪剂轨迹在密切的游泳者示踪剂分离，我们分析了如何使用一个简单的重整化流体动力学理论可以准确地捕捉到这种效果。最后，我们表明，使用LB算法来模拟系统的自推进粒子时，必须小心，因为其有限的动量传输时间可能会导致显着偏离理论预测的基础上斯托克斯流。这些见解应证明相关的未来研究的大规模microswimmer悬浮液使用这些方法。
2017-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Microscopic theory for the diffusion of an active particle in a crowded environment
我们计算的扩散系数的活性示踪剂在一个示意性拥挤的环境中，表示为一个格子气的被动粒子与硬核相互作用。从问题的主方程出发，我们提出了一个超越平凡平均场的封闭近似，并给出了系统中任意密度拥挤者的扩散系数。我们表明，我们的近似是准确的参数范围很广，它正确地捕捉到许多非平衡效应，这是在系统中的活动的签名。除了示踪剂的扩散系数的测定，我们的方法使我们能够表征由活性示踪剂的位移引起的环境扰动。最后，我们考虑低密度和高密度的渐近制度，其中示踪剂的扩散系数的表达变得明确，我们认为是准确的。
2021-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Rosenfeld scalings for tracer diffusivities in not-so-simple fluids: Mixtures and soft particles
Rosenfeld [Phys. Rev. A 15，2545（1977）]注意到，将简单单原子平衡流体的输运系数转换为特定的无量纲形式，使它们近似为过剩熵的单值函数。这具有预测价值，因为虽然稠密流体的输运系数很难从第一原理估计，但过剩熵通常可以从液态理论准确预测。在这里，我们使用分子模拟研究罗森菲尔德的观察是否是一个特殊的情况下，一个更一般的比例关系的流动性的混合物中的粒子的过剩熵。具体来说，我们研究示踪剂扩散系数，静态结构，和热力学性质的各种单组分和双组分模型流体系统的硬球或高斯核形式的添加剂或非添加剂的相互作用。模拟的结果表明，混合物的浓度和组合物，颗粒大小的不对称性和添加剂，以及在这些流体中的颗粒间相互作用的强度的影响是一致的经验标度定律有关的过剩熵的一个新的无量纲（广义罗森菲尔德）形式的示踪剂扩散率，我们在这里介绍。示踪剂扩散系数的无量纲形式来自于分子间势和稀释极限中流体的运输/热力学行为的知识。广义Rosenfeld标度需要更少的信息，并提供更准确的预测，无论是Enskog理论或标度的基础上对相关的贡献过剩熵。然而，正如我们所展示的，它也受到一些限制，特别是对于表现出显着解耦的单个组件示踪剂扩散率的系统。
2009-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Driven Tracer in the Symmetric Exclusion Process: Linear Response and Beyond
对称排斥过程中的示踪剂动力学是反常扩散的一个典型模型，其中硬核粒子在无限一维晶格上扩散。虽然平衡的情况已经得到了很多的关注，示踪剂是由外力，这提供了一个极小模型的限制拥挤的环境中的非平衡运输的情况下，仍然在很大程度上未被探索。事实上，唯一可用的分析结果涉及的手段的位置的示踪剂和晶格占据数在其参考系，高阶矩，但只有在高密度的限制。在这里，我们提供了一个一般的流体动力学框架，使我们能够确定的浴示踪剂的相关性和示踪剂的位置的驱动力的函数的第一累积量，高达二次阶（超越线性响应）。这一结果构成了第一次确定的偏差依赖性的方差的驱动示踪剂在SEP为任意密度。这里提出的框架可以适用于，超越SEP，更一般的配置驱动的示踪剂在一个维度上的障碍物的相互作用。
2023-01-25 cond-mat.stat-mech
When do tracer particles dominate the Lyapunov spectrum?
本文研究了由一个示踪粒子组成的哈密顿型确定性动力系统的动力学不稳定性。示踪剂和流体粒子是经历弹性碰撞的硬球（二维的圆盘或三维的球体）。动力学不稳定性由李雅普诺夫指数谱表征。示踪粒子的主导的Lyapunov谱在两个极限情况下的邻居：洛伦兹气体的限制，其中示踪粒子是轻得多的流体粒子和瑞利飞行限制，其中流体粒子有一个消失的半径，并形成一个理想气体。在这两个限制，间隙出现在与示踪剂和其余的李雅普诺夫谱的几个最大的李雅普诺夫指数之间的李雅普诺夫谱。
2002-02-22 cond-mat.stat-mech nlin.CD
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
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
Lattice gas automaton approach to "Turbulent Diffusion"
在格子气自动机中实现了周期Kolmogorov型流动。对于给定的纵横比的自动机宇宙和范围内的雷诺数值，平均流演变为一个固定的二维$ABC$型流。我们展示了自动机中的流的流线和动力系统的相平面轨迹之间的类比。在实践中，流动通常是通过在流体中加入悬浮颗粒来研究的，悬浮颗粒起着被动示踪剂的作用。由于实际的流动是依赖于时间的，并具有波动，示踪剂表现出有趣的内在动力学。当示踪剂在自动机中实现，并遵循其轨迹，我们发现示踪剂的位移服从扩散定律，与“超扩散”的方向正交的方向的初始强制。
2001-10-27 cond-mat.stat-mech
Geometry controlled dispersion in periodic corrugated channels
本文研究了示踪粒子在二维和三维周期性波纹轴对称通道中的有效扩散系数$D_e$。这类问题的大多数以前的研究是基于微扰分析的窄通道，在那里的问题可以减少到一个有效的一维。在这里，我们将展示如何使用更一般的方法来分析这类问题，甚至包括无限宽通道的限制。利用窄信道和宽信道的渐近性，我们给出了一个Pad{é}近似方案，它能够描述宽信道的色散特性。此外，我们系统地确定所有的精确渐近标度制度的$D_e$和伴随的物理机制，控制分散，澄清光滑通道和分隔的区别，并确定制度，其中$D_e$可以链接到第一通道问题。
2017-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tracer dynamics in a single-file system with absorbing boundary
本文研究了吸收边界条件下的单文件扩散问题。重点是核心粒子间相互作用和吸收过程之间的相互作用。由此产生的动态表现出几个定性的新功能。首先，我们从一个粒子（示踪剂）的精确概率密度函数出发，研究了它的矩的长时间渐近性。平均位置和均方位移都由动力学指数控制，动力学指数取决于粒子在文件中的初始顺序。其次，在无吸收的条件下，我们研究了长寿命粒子的分布。在条件框架下，所有粒子的动力学指数是相同的，然而，一个给定的粒子具有一个有效的扩散系数，这取决于它的初始阶数。在进行热力学极限后，示踪剂的条件动力学是亚扩散的，广义扩散系数$D_{1/2}$不同于无吸收边界的系统。
2014-02-09 cond-mat.stat-mech
Large deviation function of a tracer position in single file diffusion
在拥挤的一维通道中的不可穿透的颗粒的扩散被称为单列扩散。粒子不会彼此通过，并且每个单独粒子的位移是亚扩散的。我们分析了一个简单的实现，这个单行扩散问题的一维布朗点粒子相互作用只有硬核排斥。我们表明，大的偏差函数，其特征在于在大的时间示踪剂的位移可以计算通过映射到一个问题的非相互作用的布朗粒子。我们确认最近得到的结果的一个时间分布的位移，并显示如何将它们扩展到多时间的相关性。示踪剂位置的概率分布取决于我们取的是退火平均值还是淬火平均值。在猝灭的情况下，我们注意到示踪剂的分布和电流的分布之间的精确关系。这种关系实际上更一般，并且对于任意单个文件扩散都是有效的。它特别允许得到的对称简单排斥过程（SSEP）在密度1/2的淬火情况下的示踪剂位置的完整统计。
2015-05-18 cond-mat.stat-mech
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
Single-file transport of binary hard-sphere mixtures through periodic potentials
本文研究二元硬球混合物在周期势中单列输运的粒子流行为，发现其随直径和混合比呈周期性重复模式，并通过基本原胞和完全覆盖极限下的解析预测解释了电流极值的成因。
2023-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short time dynamics of tracer in ideal gas
浸没在流体中的小标记粒子呈现布朗运动，并在长时间尺度上扩散。同时，在短时间尺度下，由于标记粒子与流体粒子之间的碰撞次数很少，标记粒子的动力学行为不能简单地用通常的带有高斯噪声的广义朗之万方程来描述。在这样的时间尺度上，我们应该明确地考虑标记粒子和周围流体粒子之间的单个碰撞事件。在这项研究中，我们分析了标记的颗粒在理想气体，在那里我们没有静态或流体动力学流体粒子之间的相关性的短期动力学。我们进行了事件驱动的硬球模拟，并表明，即使在这样一个理想化的情况下，标记的粒子的短时间动力学是相关的。即，当标记颗粒相对较轻并且流体密度相对较高时，速度自相关函数变为负。这一结果可归因于碰撞事件之间的动力学相关性。为了研究导致动力学关联的物理机制，我们分析了连续碰撞事件之间的关联。我们发现，示踪粒子可以与同一个理想气体粒子多次碰撞，这种碰撞导致了速度的强动力学关联。
2020-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ultra-Slow Vacancy-Mediated Tracer Diffusion in Two Dimensions: The Einstein Relation Verified
我们研究了二维晶格上带电示踪粒子（TP）的动力学，其中除了一个（空位）的所有网站都充满了相同的中性，硬核粒子。粒子通过与空位交换位置而随机移动，受到硬核排斥。在充电的TP由于外部电场${\bf E}$而经历偏压的情况下，（这有利于它在优先方向上的跳跃），我们精确地确定了TP位置的极限概率分布，根据适当的标度变量和领先的大N TP平均位移$\bar{\bf X}_n$的行为（$n$为离散时间）;后者被证明服从反常的对数律$|\bar{\bf X}_n| = α_0(|{\bf E}|) \ln(n)$。在比较我们的结果与早期的预测Brummelhuis和Hilhorst（J.统计。Phys.{ \bf 53}，249（1988））对于无偏情况下的TP扩散率$D_n$，我们推断TP扩散率和迁移率$μ_n = \lim_{|{\bf E}| \to 0}(|\bar{\bf X}_n|/| {\bf E} |n)$之间的爱因斯坦关系$μ_n = βD_n$在$n$顺序中保持领先，尽管$D_n$和$μ_n$两者都不是常数而是作为$n \to \infty$而消失。我们还推广我们的方法的情况下，非常小，但有限的空位浓度$ρ$，在这种情况下，我们发现一个弹道式的法律$|\bar{\bf X}_n| = πα_0(|{\bf E}|) ρn$。我们证明，在这里，再次，$D_n$和$μ_n$，在$…
2001-01-09 cond-mat.stat-mech
Large deviations of a tracer in the symmetric exclusion process
一维对称排斥过程是最简单的相互作用粒子过程，它是由在一条离散直线上对称跳跃的粒子组成的格子气。该系统是在无限晶格上制备的，具有阶跃初始轮廓，在原点的右侧和左侧具有平均密度$ρ_{+}$和$ρ_{-}$。当$ρ_{+} = ρ_{-}$时，气体处于平衡状态，并经历平稳波动。当这些密度不相等时，气体就处于不平衡状态，并将永远保持这种状态。示踪剂或标记粒子最初位于两个区域之间的边界处;其位置$X_t$是时间上的随机可观测值，携带整个系统的非平衡动力学信息。在长时间极限下，我们导出了$X_t$的累积量母函数和大偏差函数的精确公式，并推导出示踪剂位置的全部统计性质。作为一个重要的特例，得到了密度均匀时示踪剂位置的平衡涨落。
2017-02-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
First passage properties in a crowded environment
我们开发了一个模型来计算拥挤环境中随机步行者的首次通过时间。与示踪剂扩散具有相同尺寸和扩散系数的硬核颗粒扩散，并且该模型允许计算示踪剂在欧几里德晶格上的第一通过时间。将所得结果与经典Nakazato-Kitahara模型进行了比较，推广了已有的关于持久随机游走模型的结果.在受限介质中的拥挤作为一种记忆效应，从而导致持久性的行为。
2017-02-23 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
Large Deviations in Single File Diffusion
本文应用宏观涨落理论研究了示踪剂在相互排斥的一维相互作用粒子系统中的扩散，称为单列扩散。在具有硬核排斥的布朗点粒子的情况下，我们导出了示踪剂位置的累积母函数及其大偏差函数。在任意粒子间相互作用的一般情况下，我们用集体输运性质（即扩散系数和迁移率）来表示示踪剂位置的方差。我们的分析适用于波动（退火）和固定（淬火）的初始配置。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Number distributions for fermions and fermionized bosons in periodic potentials
我们计算了一维费米气体和周期势中具有硬核排斥的玻色气体的空间布居统计。我们展示了如何统计依赖于原子密度的基态的系统，我们提出了计算的动态打开的潜力。
2004-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transverse geometry reshapes current and tracer fluctuation amplitudes in quasi-one-dimensional single files
Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC)（索邦大学，法国国家科学研究中心，凝聚态物质理论物理实验室）
本文通过推导精确的大尺度一维涨落流体动力学，证明在有限宽度的准一维通道中，即使禁止超车，横向平衡结构仍能定性改变输运定律，导致集体扩散系数非单调等几何反常。
2026-09-18 cond-mat.stat-mech
Phase Transitions of Hard Disks in External Periodic Potentials: A Monte Carlo Study
利用广泛的蒙特卡罗模拟研究了空间周期性外势场中硬盘系统的冻结和融化相变的性质。详细的有限尺寸标度分析的各种热力学量，如序参量，它的累积量等被用来映射系统的相图的各种值的密度和振幅的外部潜力。我们发现一个再入液相的参数空间的一个显着区域的明确指示。因此，我们的模拟表明，该系统的硬盘行为的方式类似于电荷稳定的胶体，这是已知的经历初始冻结，然后由一个重新熔化的过渡作为施加的幅度，调制场产生的交叉激光束是稳步增加。我们的数据的详细分析表明，与最近的激光诱导熔化的位错解约束理论相一致的几个功能。
2000-10-23 cond-mat.stat-mech
Entropy production of diffusion in spatially periodic deterministic systems
本文用{ \it ab initio}方法推导了不可逆热力学给出的各类扩散过程的熵产生率表达式。第一类是洛伦兹气体，其中非相互作用的粒子在空间周期性晶格上运动，并与固定的散射体弹性碰撞。第二类是周期性系统，其中$N$粒子彼此相互作用，并且其中之一是在晶格的单元之间扩散的示踪粒子。我们假设，在任何一种情况下，系统的动力学是确定性的和双曲的，与积极的李雅普诺夫指数。这项工作扩展的方法最初开发的混沌二维模型的扩散，多面包师映射，更高的维度，连续时间动力系统，适合于一个或多个移动粒子的系统。在这里，我们表示的熵产生率的流体动力学措施，是由微观流体动力学模式，描述了最慢的衰减系统的平衡态的分形特性。
2002-03-21 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Periodic Homogenization for Inertial Particles
研究了在周期速度场中运动的惯性粒子的均匀化问题，并考虑了分子扩散。我们表明，在适当的假设下的速度场，惯性粒子的大规模，长时间的行为是由一个有效的扩散方程的位置变量单独。为了实现这一点，我们在尺度参数中使用正式的多尺度扩展。这种膨胀依赖于底层扩散的亚椭圆率。扩散系数张量的表达式被发现和各种性质的研究。特别是，在无量纲粒子弛豫时间$τ$（斯托克斯数）方面的扩展示出与被动（非惯性）示踪剂在奇异极限$τ\to 0$的已知结果一致。这就需要解决一个奇异摄动问题，通过一个正式的多尺度扩展在$τ.$不可压缩和潜在的领域进行了研究，以及领域，既不是，和理论研究结果支持数值模拟。
2005-04-22 cond-mat.stat-mech
Phases of lattice hard core bosons in a periodic superlattice
本文用量子蒙特卡罗模拟方法研究了具有最近邻排斥相互作用的超晶格硬核玻色子的相图。对于一个中等的吸附强度，该系统形成注册的吸附晶格的晶相，一个“超固体”相存在，在空位和间隙侧，而在膨胀的超流密度消失。讨论了这些结果与吸附在石墨上的$^4$ He膜实验的可能相关性。
2010-03-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Bethe Ansatz study of one-dimensional Bose and Fermi gases with periodic and hard wall boundary conditions
我们扩展的精确周期Bethe Anastrophic解决方案的一维玻色子和费米子与δ相互作用和任意内部自由度的硬壁边界条件的情况下。本文分析了具有两个内自由度的费米子系统的基态性质，包括在排斥和吸引区域中，基态能量在弱耦合极限和强耦合极限下的展开。
2006-02-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Dynamical localization in a chain of hard core bosons under a periodic driving
我们研究了一维硬核玻色子晶格模型的动力学，该模型最初处于超流相，通过在边界处施加扭曲来诱导电流。随后，扭转被移除，并且系统在交错的现场电位中经受周期性的$\de$函数反冲。我们目前的分析表达式和工作的限制无限数量的踢。使用这些，我们表明，电流（所做的工作）表现出一些下降（峰值）的驱动频率的函数，并最终饱和到零（有限值）的限制大的频率。电流的消失（以及所做的功的饱和）可以归因于作为周期性驱动的结果而发生的硬核玻色子的动态局部化。值得注意的是，我们表明，对于一些特定的值的驱动振幅，本地化发生的任何值的驱动频率。此外，从一个半满晶格的硬核玻色子与粒子定位在中心区域，我们表明，扩散的粒子发生在一个光锥状区域的群速度消失时，系统动态本地化。
2014-04-18 cond-mat.stat-mech
Viscosity in molecular dynamics with periodic boundary conditions
本文用Helfand矩方法研究了周期边界条件下系统的粘性。我们提出了一个新的Helfand矩的定义，考虑到最小图像公约中使用的分子动力学与周期性边界条件。我们的Helfand矩量法是等效的方法的基础上的Green-Kubo公式和不受模糊性，由于周期性的边界条件。此外，在硬球系统中，我们的方法与B。J. Alder，D. M. Gass和T. E. Wainwright [{ \it J. Chem. Phys.} { \bf 53}，3813（1970）]。我们应用和验证我们的方法在流体组成的$N\geq 2$硬盘在弹性碰撞。我们表明，粘性系数已经采取的值与Enskog的理论为N=2的硬盘在六角形几何形状的良好协议。
2003-09-18 cond-mat.stat-mech
Inelastic hard-rods in a periodic potential
本文介绍了一个简单的一维同列井约束下的非弹性硬杆模型。由非弹性碰撞引起的能量损失由外部随机热浴提供的功来平衡。我们探讨了空间非均匀性对系统稳态的影响。研究了由外势梯度引起的密度、颗粒温度和压力的空间变化，并与弹性系统中的类似变化进行了比较。最后，我们研究了从均匀齐次状态开始的系统的松弛的聚类过程。
2004-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dispersion in two-dimensional periodic channels with discontinuous profiles
由于熵捕获的作用，周期性微通道中的布朗示踪粒子的有效扩散系数小于微观扩散系数。在这里，我们研究扩散在二维周期性通道的横截面呈现奇点，如半径的突变或薄壁的存在下，与开口，划定周期性车厢组成的通道。在这样的系统中的色散分析使用Fick-Jacobs'近似。这种近似假设在横向上的平衡比在轴向上快得多，沿着轴向测量色散。如果沟道的特征宽度$a$比沟道的周期$L$小得多，即$\varepsilon = a/L$小，则该假设对于布朗粒子显然有效。对于不连续通道，Fick-Jacobs近似仅在$\varepsilon$中的最低阶有效，并提供了有效扩散率的粗略估计，尽管有时相当准确。在这里，我们提供的有效扩散率在不连续的渠道是渐近精确的下一个领先的顺序在$\varepsilon$的公式。每个不连续性导致有效扩散率的降低。我们表明，我们的理论是一致的有效{ \em捕获率}与每个不连续性，我们的理论提供了明确的和渐近精确的公式。我们的分析预测证实了数值分析。我们的研究结果提供了一个精确的量化的动力学熵障碍与配置文件的奇异性。
2018-07-14 cond-mat.stat-mech
Kinetically constrained lattice gases: tagged particle diffusion
动力学约束格子气体（KCLG）是整数格点$\mathbb Z^d$上的相互作用粒子系统，具有硬核排斥和Kawasaki型动力学。他们的特点是，跳跃是允许的，只有当配置满足一个约束，要求在一定的局部邻域足够的空站点。KCLG作为玻璃态动力学模型在物理学文献中得到了广泛的介绍和研究。我们专注于KCLG，Kob Andersen（KA）模型的研究最多的类。我们分析示踪剂（即标记粒子）在平衡状态下的行为。我们证明了对于所有维度的$d\geq 2$和任何平衡粒子密度，在扩散重标度的示踪剂的运动收敛到一个$d$维布朗运动与非退化扩散矩阵。因此，我们反驳了物理学文献中所描述的扩散/非扩散相变的发生。我们的技术是足够灵活的，可以扩展到分析其他选择的约束的跟踪器的行为。
2017-01-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Diffusion on a lattice: transition rates, interactions and memory effects
我们分析了二维正方形格子上粒子的扩散。每个晶格点包含任意数量的粒子。相互作用只影响同一位置的粒子，宏观上用过剩化学势表示。在最近的工作中，推导出了作为过剩化学势的函数的相邻细胞之间的跃迁速率的一般表达式。有了过渡率，平均场示踪剂扩散率，$D^\text{MF}$，立即获得。示踪剂扩散率$D = D^\text{MF} f$包含相关因子$f$，代表记忆效应。当力施加到标记颗粒时，在不同位点具有给定数量的颗粒的联合概率的分析允许导出$f$的近似表达式。该表达式被应用到软核相互作用（考虑不同的值的最大数量的粒子在一个网站）和扩展的硬核。
2022-04-04 cond-mat.stat-mech
Thermally induced directed currents in hard rod systems
研究了一维硬杆流体在空间非均匀高斯热浴和周期势作用下的非平衡统计性质。当空间不均匀的热浴和周期性电势分布显示适当的相对相移$ϕ$时，系统能够维持有限的电流。通过与无碰撞极限的比较，我们确定了非弹性、弹性和非相互作用杆之间最有效输运的条件。我们表明，情况是复杂的，根据形状的温度曲线，一个系统的电流可能优于其他。
2012-05-24 cond-mat.stat-mech
Survival of current in a periodically driven hard-core bosonic system
我们研究了最初通过在硬核玻色子（HCB）链的边界处施加扭曲而引起的电流的存活，受到周期性的双$δ$函数在交错的现场势中的踢。我们研究的电流和所做的工作，在长时间的限制作为一个功能的驱动频率的系统。与最近在HCB链中的观察一样，在交错的现场电位中具有单个$δ$函数踢，在这里，我们也观察到电流中的许多凹陷，并且在驱动频率的某些特定值下，在系统上所做的功中同时观察到许多峰值。然而，与单踢的情况下，在这里，我们没有观察到一个完全消失的电流在一个高的驱动频率的限制，这表明在双$δ$ -功能踢HCB链中没有任何动态本地化。我们的分析估计的饱和电流和饱和功完成，定义在一个大的时间与高驱动频率的限制，匹配非常好的精确的数字。在由非常小的扭转$ν$引起的非常小的初始电流的情况下，我们观察到饱和电流与$ν$成比例。最后，我们研究了半满HCB链的时间演化，其中粒子位于链的中心部分。我们观察到粒子在光锥状区域内以群速度最大值决定的速率线性扩散。除了一个非常平凡的情况下，最大群速度永远不会消失，因此我们没有观察到任何动力学本地化系统。
2019-10-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
