Effect of genome sequence on the force-induced unzipping of a DNA molecule
我们考虑了一个双链DNA聚合物,其中的碱基分布是随机的在碱基对的水平,但在18个碱基对的长度有序,并计算其力伸长行为在恒定的延伸合奏。发现解链力$F(y)$与伸展力$y$具有一系列最大值和最小值。通过改变分子中选定位置的碱基对,我们计算了$F(y)$曲线的变化,发现力值的变化是几个pN的数量级,并且影响范围取决于温度,可以扩展到几个碱基对。我们还简要地讨论了如何利用$F(y)$的知识在恒力系综中计算伸长-时间曲线中的停顿或跳跃。
2006-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work probability distribution in single molecule experiments
我们推导并求解了一个微分方程所满足的概率分布的工作在一个单一的生物分子在机械解压缩实验。解压缩被描述为能量景观中的热激活逃逸过程。Jarzynski等式被恢复为一个身份,独立于拉协议。这种方法允许人们容易地评估,通过数值积分,功分布,一旦能量景观的一些参数是已知的。
2004-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force Induced DNA Melting
当沿着轴拉动时,双链DNA经历大的构象变化,并且在约70 pN的拉力下伸长约两倍于其初始轮廓长度。这种高度过度伸展的DNA形式的转变是非常合作的。施加垂直于DNA轴的力(解链),双链DNA也可以分离成两个单链DNA,这是DNA复制的基本过程。我们用全原子分子动力学(MD)模拟方法研究了DNA的过度拉伸和解链转变,并认为与上述过程相关的双链DNA构象变化可以看作是力诱导的DNA解链.随着DNA一端的力增加,DNA在取决于拉动方向的临界力之后开始突然/平滑地熔化。DNA完全熔化的临界力fm随着系统温度的升高而降低。解链情况下的解链力小于沿螺旋轴拉动DNA时的解链力。在通过解链解链的情况下,双链分离具有跳跃,其对应于由于不同碱基对序列而产生的不同能量最小值。Watson-Crick碱基对氢键断裂的分数作为力的函数不显示平滑和连续的行为,并且由平台和随后的急剧跳跃组成。
2008-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Residence Time Distribution for a Class of Gaussian Markov Processes
本文研究了一类正参数为$α$的高斯马尔可夫过程的停留时间分布或等效的“平均磁化强度”分布。这些过程的持续指数由$θ=α$简单给出,但停留时间分布是非平凡的。随着$θ$的增加,这种分布的形状发生了质的变化,表明过程的遍历性质发生了急剧的变化。我们开发了两种替代的方法来计算精确,但递归的任意$α$的分布的时刻。对于$α$的某些特殊值,我们得到了分布函数的封闭形式表达式。
1999-02-07 cond-mat.stat-mech
Persistence distributions for non gaussian markovian processes
我们提出了一个系统的方法来获得的持久性分布的渐近行为,为一大类随机过程所描述的一般福克-普朗克方程在一维。理论预测相比,简单的可解系统和数值计算。非常好的一致性证明了这种方法的有效性。
2000-09-21 cond-mat.stat-mech
Similarity and Probability Distribution Functions in Many-body Stochastic Processes with Multiplicative Interactions
综述了具有乘性相互作用的多体随机过程的解析和数值研究。利用矩关系方法研究了非对称性和随机性对相互作用的影响。过程的概率分布函数一般具有幂律尾部的相似解。通过超越方程确定系统的增长率和尾部的幂律指数。解析计算和蒙特卡罗模拟之间取得了很好的一致性。
2005-08-25 cond-mat.stat-mech
On the work distribution in quasi-static processes
我们推导出等温准静态朗之万过程中功分布的系统的多时间尺度微扰展开式。对于一阶,我们发现高斯分布再现了Speck和Seifert [Phys.Rev.E70,066112(2004)]的结果。仔细检查微扰理论的适用性,然后我们表明,无论时间尺度分离,扩展分解时,适用于非典型的工作值从尾部的分布。因此,我们调和斯佩克和塞弗特的结果显然是相互冲突的精确表达式的渐近的工作分布在特殊系统和直观的参数建设的中心极限定理。
2013-05-03 cond-mat.stat-mech
Rare events in stochastic processes with sub-exponential distributions and the Big Jump principle
重尾分布随机过程中的罕见事件由大跳跃原理控制,该原理指出罕见的大波动是由单个事件而不是由相干小偏差的积累产生的。该原理已被严格证明为独立和同分布的随机变量的总和,最近已被扩展到更复杂的随机过程,包括Lévy分布,如Lévy行走和Lévy-Lorentz气体,使用有效率方法。我们回顾一般率形式主义,我们将其适用性扩展到连续时间随机游走和洛伦兹气体,都与拉伸指数分布,进一步扩大其适用性。我们推导出两个模型中罕见事件的概率密度函数的解析形式,阐明了拉伸指数的具体性质。
2020-01-16 cond-mat.stat-mech
Scale Free Cluster Distributions from Conserving Merging-Fragmentation Processes
我们提出了一个动态计划的组合过程中的碎片和合并作为一个模型系统的集群动力学在自然界和社会显示规模不变的属性。星系团以与其大小成比例的速率合并和分裂,保持总质量。集群的总数不断增长,但完整的时间依赖的分布可以重新调整到一个通用的曲线,我们分析得出至少15个十年。该曲线包括无标度解,其对于簇大小具有-3/2的标度指数。
2005-08-02 cond-mat.stat-mech
Gammalike mass distributions and mass fluctuations in conserved-mass transport processes
我们表明,在守恒质量输运过程中,在一个子系统中的质量的稳态分布是唯一确定的子系统质量的方差的函数依赖于其平均值,只要联合质量分布的子系统是因式分解的热力学极限。因子分解条件并没有太多的限制,因为它适用于具有短程空间相关性的系统。为了证明这一结果,我们重新审视了广泛的一类质量传输模型及其通用的变种,并表明,在这些模型中的子系统质量的方差是成比例的平方,其平均值。这种特殊的函数形式的方差约束的子系统的质量分布是一个伽玛分布,而不管的动力学规则。
2014-03-14 cond-mat.stat-mech
When the mean is not enough: Calculating fixation time distributions in birth-death processes
马尔可夫过程中的固定动力学研究主要集中在平均吸收时间。如果分布广泛且不均衡,这可能是不够的。计算了具有两个吸收态的一步生灭过程中注视时间的分布。这些都表示在频谱的过程中,我们提供了不同的表示为前向只在本征空间的过程。这些允许有效采样的固定时间分布。作为一个应用程序,我们研究进化博弈动力学,入侵突变体可以达到固定或灭绝。我们还强调了中位数固定时间作为一个可能的模拟混合时间的系统中的突变率小,没有吸收状态,而平均固定时间没有这样的解释。
2015-10-29 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Universal Distributions for Growth Processes in 1+1 Dimensions and Random Matrices
通过对多核生长(PNG)模型的详细研究,发展了一维KPZ生长的标度理论。特别是,我们确定了三个普遍分布的形状波动和它们对宏观形状的依赖。这些分布函数是使用高斯随机矩阵在余弦势中的配分函数计算的。
2000-04-05 cond-mat.stat-mech math.CO
Asymptotic absorption-time distributions in extinction-prone Markov processes
我们刻画了具有吸收边界的生灭马氏链的吸收时间分布。对于“倾向于吸收”的链(平均向吸收状态漂移),渐近分布是高斯分布、冈贝尔分布或属于偏态分布族。后两种情况出现时,动态显着放缓边界附近。几个模型的演变,流行病,和化学反应属于这些类,在每种情况下,我们建立新的结果的吸收时间分布。非洲昏睡病的应用进行了讨论。
2022-04-19 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Equilibrium distributions in entropy driven balanced processes
对于熵驱动的平衡过程,我们得到最终状态的泊松,伯努利,负二项和波利亚分布。我们将其应用于复杂网络和粒子产生。对于随机网络,我们遵循度分布$P_n$的演化,在一个节点可以从所有节点之间的$K$可能的伙伴关系激活$k$固定连接的系统中。连接总数$N$也是固定的。对于粒子物理学问题,$P_n$是具有分布在$k$状态(相空间单元)之间的$n$粒子(或其他量子)的概率,而总共固定数量的$N$粒子驻留在$K$状态上。
2016-11-10 cond-mat.stat-mech nucl-th
Dust charging processes in the nonequilibrium dusty plasma with nonextensive power-law distribution
基于非广延统计中一种新的q分布函数理论,研究了具有幂律分布的非平衡尘埃等离子体中电子和离子聚集过程中尘埃的充电过程。电子和离子服从幂律分布,q参数不同。导出了计及非广延效应的尘埃带电电流的一般公式。进一步研究了只有粒子速度服从幂律分布的均匀尘埃等离子体和粒子速度和密度均服从幂律分布的尘埃云等离子体中的尘埃荷电过程。通过数值分析,我们发现电子和离子的非广延幂律分布对非平衡尘埃等离子体中尘埃的充电过程有重要影响。
2012-03-06 astro-ph.SR cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Nonequilibrium work distributions in quantum impurity system-bath mixing processes
涨落定理是非平衡态热力学的一个重要特征,其中中心量是功的分布。本文基于耗散运动方程理论,发展了一种精确计算非马尔可夫和强耦合条件下量子杂质体系-浴槽混合过程中功分布的方法。我们的结果不仅精确地再现了Jarzynski等式和Crooks关系,而且揭示了关于大偏差的丰富信息。用自旋玻色子模型系统进行了数值模拟。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Analytical computation of frequency distributions of path-dependent processes by means of a non-multinomial maximum entropy approach
路径依赖的随机过程通常是非遍历的,观测量不再能在系综图像中计算。由此产生的数学困难造成严重限制的路径依赖过程的分析理解。它们的统计量通常是非多项式的,因为状态出现的多重性不是多项式因子。最大熵原理与多项过程、非相互作用系统和系综图像密切相关;它对路径依赖过程失去了意义。在这里,我们表明,一个等价的合奏图片存在的路径依赖的过程,这样的非多项式统计的基础动力学过程,通过建设,被正确地捕获在一个功能,发挥了相对熵的作用。我们证明了这一点的自我加强波利亚瓮过程,明确概括多项式统计。我们证明了充分的建设性的方法对非多项式垂悬的熵计算频率和秩分布的波利亚瓮过程。我们展示了如何微观更新规则的路径依赖的过程,使我们能够明确地构建一个非多项式熵功能,最大化时,预测的时间依赖的分布函数。
2016-12-23 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Fractional compound Poisson processes with multiple internal states
对于经历反常扩散的粒子,对于不同的内态,具有不同的等待时间分布,我们分别导出了描述粒子位置和粒子轨迹函数分布的Fokker-Planck和Feymann-Kac方程,特别是得到了控制内态函数分布的方程.分析了随机过程的动力学性质,并给出了该方程在计算首达时间分布和占有时间分数分布等方面的应用。
2017-03-09 cond-mat.stat-mech math.ST stat.TH
Searching for the Tracy-Widom distribution in nonequilibrium processes
虽然最初是在高斯酉包络的背景下发现的,但特雷西-Widom分布也控制了生长过程的高度波动。这表明,可能有其他的非平衡过程中,Tracy-Widom分布起着重要的作用。在我们的贡献中,我们研究了一维系统的畴壁初始条件。对于参数的适当选择,该轮廓形成稀疏波,同时保持远离左侧和右侧的初始平衡态,其因此用作无限延伸的热储层。对于费米-帕斯塔-乌拉姆型非谐链,我们将证明,时间积分电流具有确定性的贡献,线性时间$t$,和波动的大小$t^{1/3}$与Tracy-Widom分布的随机振幅。
2016-05-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Extreme value distributions of noncolliding diffusion processes
本文所研究的非碰撞扩散过程是一维扩散过程的粒子系统$N$,它的条件是所有的粒子从原点出发,在有限的时间间隔$(0, T)$,$0 < T < \infty$内不发生碰撞.我们考虑了四个时间非齐次的过程,其持续时间为$T$,非碰撞布朗桥,非碰撞布朗运动,非碰撞三维Bessel桥和非碰撞布朗曲流。它们在各时刻的粒子分布$t \in [0, T]$与高斯系综和某些双矩阵模型中随机矩阵的本征值分布有关。研究了这些非碰撞扩散过程在$[0, T]$中路径的极值问题,给出了分布函数的行列式表示和pf函数表示.行列式和行列式的项使用特殊函数表示。
2010-07-07 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph