Nonequilibrium steady states in coupled asymmetric and symmetric exclusion processes
提出一种耦合TASEP与SEP双车道的一维开放边界模型,发现SEP扩散率可调控非平衡稳态密度并实现相共存,该模型在渐近极限下统一了纯TASEP及带LK的TASEP,并可作为分子马达运输的简化模型。
2023-11-22 cond-mat.stat-mech
Intersection of two TASEP traffic lanes with frozen shuffle update
出于对行人交通的兴趣,我们研究了两个车道(一维格子)的长度$L$,相交于一个单一的网站。每个通道都由TASEP(完全不对称排除过程)建模。粒子分别以概率$α_σ$和$β_σ$进入和离开泳道$σ$(其中$σ=1,2$)。我们采用的'冻结洗牌'更新在早期的工作中介绍[C。Appert-Rolland等人,J. Stat.(2011)P07009],其中粒子位置以固定的随机顺序更新。我们发现,分析,每个车道可能是在一个“自由流动”或“堵塞”的状态。因此,$0\leqα_1,α_2\leq 1$域中的相图由四个区域组成,其边界取决于$β_1$和$β_2$。区域在域的对角线上的单个点处相交。我们的分析预测的相边界,以及在每个阶段的电流和密度证实了蒙特卡罗模拟。
2011-07-26 cond-mat.stat-mech
Distributed fixed resources exchanging particles: Phases of an asymmetric exclusion process connected to two reservoirs
本文提出一个由TASEP连接两个可交换粒子的固定资源库组成的一维模型,研究总资源量与动力学参数如何共同调控稳态密度、畴壁和库粒子数,并揭示其相图在资源充足时趋同于开放TASEP。
2025-02-07 cond-mat.stat-mech
Stationary densities and delocalized domain walls in asymmetric exclusion processes competing for finite pools of resources
Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Shahid Matangini Hazra Government General Degree College for Women(沙希德·马坦吉尼·哈兹拉女子政府综合学院)
该研究探讨了非对称排除过程在稳态下的静态密度和延展域墙,发现其在参数空间中形成扩展区域,揭示了TASEP粒子数在热力学极限下的波动特性。
2026-02-12 cond-mat.stat-mech
Two-species TASEP model: from a simple description to intermittency and travelling traffic jams
我们扩展的范例和通用的TASEP(完全不对称简单排除过程)随机一维运输,允许两种不同的粒子种类,每个都有特定的进入和退出率。我们提供了一个完整的平均场分析,包括相图,通过映射到一个有效的一个物种TASEP这个模型。随机模拟证实了结果,但表示偏差时,粒子种类有非常不同的退出率。我们说明,这是由于一种现象的不稳定性,并制定了一个完善的“间歇性”平均场(iMF)理论,这一制度。我们讨论如何非平稳效应可能进一步丰富的现象。
2021-09-09 cond-mat.stat-mech nlin.CG
Dynamical Transition in the Open-boundary Totally Asymmetric Exclusion Process
我们重新审视完全不对称的简单排斥过程与开放边界(TASEP),专注于最近发现的de Gier和Essler的模型有一个动态的转变沿非平凡线的相图。这条线既不符合TASEP的稳态性质的任何变化,也不符合畴壁理论预测的相应线。我们提供的数值证据表明,TASEP确实有一个动态过渡沿德吉尔-埃斯勒线,发现最令人信服的证据是从密度矩阵重整化组(DMRG)计算。相比之下,我们发现,动力学过渡是很难看到直接蒙特卡罗模拟的TASEP。此外,我们讨论一般情况下,承认静态和动态相行为之间的区别。
2010-11-18 cond-mat.stat-mech
Availability, storage capacity, and diffusion: Stationary states of an asymmetric exclusion process connected to two reservoirs
该研究构建了含两个有限容量储库(通过TASEP连接且可直接交换粒子)的最小模型,探究其稳态密度分布与电流,发现相态/相图与开放TASEP不同,参数可调节TASEP密度及储库填充状态。
2024-02-17 cond-mat.stat-mech
The exact phase diagram for a semipermeable TASEP with nonlocal boundary jumps
考虑了有限一维完全非对称简单排斥过程(TASEP),其中有四种类型的粒子$\{1,0,\bar{1},*\}$与储层接触。$0$类粒子既不能进入晶格也不能离开晶格,而$*$类粒子被限制在第一个和最后一个位置。粒子$1$从左边的储层进入第一个或第二个位点,向右移动,从最后一个或倒数第二个位点离开。相反,$\bar{1}$粒子从右侧储层进入最后一个或倒数第二个位点,向左移动,并从第一个或最后一个位点离开。这种动力学是由D型Weyl群上的自然随机游走激发的。我们计算精确的非平衡稳态分布使用的矩阵anterior建筑早期的工作Arita。然后,我们给出了明确的非平衡配分函数,以及在稳定状态下的所有物种的密度和电流的公式,并推导出相图。
2019-08-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.CO
Steady states and phase transitions in heterogeneous asymmetric exclusion processes
研究了具有空间非齐次跳跃率的完全非对称排斥过程(TASEP)的非平衡稳态。考虑到平稳变化的跳跃率,我们表明,在一般的稳态分类的稳态电流直接类比具有均匀的跳跃率开放TASEP。我们计算的稳态体积密度分布,这是现在的空间不均匀。我们还获得了控制参数的平面中的相图,其虽然具有通常为曲线的相边界,但具有与常规开放TASEP的对应物相同的拓扑结构,与跳频率函数的形式无关。这揭示了一种在批判现象中没有遇到的普遍性。令人惊讶的是,与具有均匀跳跃的开放TASEP中的相变相反,我们对该模型中的相变的研究表明,所有三个相变本质上都是{ \em一阶}。{我们还证明,这个模型承认离域域壁(DDW)的相边界划分广义的低和高密度相在这个模型中。然而,与在具有均匀跳跃的开放TASEP中观察到的DDW相比,本模型中DDW的包络通常是曲线。
2022-12-30 cond-mat.stat-mech
Cooperative dynamics in bidirectional transport on flexible lattice
基于完全不对称简单排斥过程(TASEP)的几种理论模型已被广泛用于研究各种非平衡输运现象。受微管转运囊泡在细胞内转运中的作用的启发,我们提出了一个广义的TASEP模型,其中两个不同的粒子被定向到浸没在扩散粒子的三维池中的柔性晶格上的相反方向上的跳跃随机数。在平均场论的框架内,我们通过获得稳态相图和密度分布来研究晶格构象和双向输运之间的相互作用。当再循环强度与颗粒密度无关时,相图的拓扑结构发生了定量的变化。然而,如果晶格占据率控制了晶格的整体构象,则除了预先存在的双向输运相之外,系统中还产生了新的非对称激波低密度相。我们发现该相对有限尺寸效应敏感,在热力学极限下消失。
2020-02-20 cond-mat.stat-mech
Availability versus carrying capacity: Phases of asymmetric exclusion processes competing for finite pools of resources
本文通过构建由两个有限承载能力粒子库和两条反平行TASEP通道组成的最小模型,研究有限资源可用性与承载能力的相互作用如何控制稳态流和密度分布,并揭示了复杂相图及粒子库被优先填充或清空的稳态行为。
2024-08-02 cond-mat.stat-mech
Recursive structures in the multispecies TASEP
我们考虑了具有简单跳跃规则的完全不对称简单排斥过程(TASEP)的多物种推广:对于x和y类粒子(x<y),xy -> yx的跃迁以与x和y值无关的速率发生。P. A. Ferrari和J. Martin(2007)通过组合算法获得了该模型的稳态,随后Evans等人(2009)将其解释为矩阵乘积表示。这种“矩阵分析”表明,具有N类粒子的多物种TASEP(N-TASEP)的定态可以通过算子对(N-1)-TASEP定态的作用代数地构造。此外,Arita等人(2009)分析了马尔可夫矩阵的谱结构:他们表明N-TASEP的特征值集合包含(N-1)-TASEP的特征值集合,并且各种谱包含可以编码在称为Hasse图的分层集合论结构中。受这些工作的启发,我们定义了非平凡的运营商,使我们能够通过提升(N-1)-TASEP的本征向量来构建本征向量的N-TASEP。这个目标是通过推广矩阵乘积表示和Ferrari-Martin算法来实现的。特别是,我们表明,矩阵矩阵anterior不仅是一个方便的工具来写的平稳状态,但实际上交织的马尔可夫矩阵的不同值的N。
2011-04-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Nonuniform asymmetric exclusion process: Stationary densities and domain walls
Barasat Government College(巴拉萨特政府学院);Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所)
本研究计算了非均匀TASEP的稳态密度,发现最大电流相中密度可不连续,并研究了复杂形状的非局域畴壁及其包络线,揭示了相图的普遍拓扑结构。
2026-09-24 cond-mat.stat-mech
Driven lattice gas of dimers coupled to a bulk reservoir
研究了一维二聚体格子气的非平衡定态。动力学描述的完全不对称的排斥过程(TASEP)补充的附着和分离过程,模仿化学平衡的1D驱动运输与散装水库。稳态相图,电流和密度分布计算使用两个细化的平均场论和广泛的随机模拟。作为开关动力学的结果,一个新的相共存区域出现在低密度相和高密度相之间,使得TASEP的不连续过渡线分裂成两个连续的过渡线。平均场论和模拟的结果一致。我们表明,在相应的格子气模型与单体中获得的物理图像是强大的,在这个意义上说,相图定量变化,但拓扑结构保持不变。相分离的机制被确定为通用的驱动一维晶格气体的一个广泛的类。
2006-03-14 cond-mat.stat-mech
One-dimensional irreversible aggregation with TASEP dynamics
定义并研究了一维离散时间动力学粒子不可逆聚集模型,该模型是开链上广义完全不对称简单排斥过程(gTASEP)的一个特殊极限.该模型允许粒子簇作为一个整体向右平移一个位置,其概率与单个粒子相同。一个粒子和一个团簇,以及两个团簇,只要它们成为最近的邻居,就不可逆地聚集。非平衡固定相是在粒子的注入和排出的平衡下出现的。通过广泛的蒙特卡罗模拟,建立了注入-排出概率平面上的相图由三个定态相组成:多粒子(MP)相、完全填充(CF)相和“混合”(MP+CF)相。这些阶段之间的过渡是:一个不寻常的MP和CF之间的过渡跳跃不连续的堆积密度和电流,一个传统的一阶过渡跳跃的MP和MP+CF之间的堆积密度,和一个连续的集群型过渡从MP到CF,这发生在整个MP+CF阶段之间。通过数据折叠方法,在反常相变线附近得到了电流和体积密度的有限尺寸标度函数。一个发散的相关长度与过渡被确定和解释为最大的集群的大小。该模型允许未来扩展以考虑可能的集群碎片化。
2017-04-03 cond-mat.stat-mech
Two speed TASEP
我们考虑Z上的TASEP,其中两个粒子块具有不同的跳跃率。我们研究了粒子位置的大时间行为。它取决于跳跃率和我们关注的区域,我们确定了完整的过程图。特别是,我们发现了一个新的过渡过程中的区域的随机和确定性的初始条件的部分的影响相互作用。慢粒子可能会产生激波,其中粒子密度是不连续的,并且粒子位置的分布是渐近奇异的。我们在不使用第二类粒子的情况下确定了冲击波的扩散系数。我们还分析的情况下,粒子被有效地阻止了墙移动的速度等于其固有的跳跃率。
2009-09-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Local Inhomogeneity in Asymmetric Simple Exclusion Processes with Extended Objects
研究了粒子占据多个格点且在远离边界处具有局部不均匀性的完全非对称简单排斥过程。这些非平衡过程与理解许多生物和化学现象有关。稳态相图,电流和体积密度计算使用一个简单的近似理论和广泛的Monte Carlo计算机模拟。结果发现,TASEP与局部不均匀性的相图是定性相似的均匀模型,虽然相边界显着移动。利用畴壁理论讨论了驱动晶格系统的复杂动力学。
2003-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Totally asymmetric exclusion process with long-range hopping
用蒙特卡罗模拟和畴壁方法研究了一维完全非对称排斥过程(TASEP)的推广问题,其中粒子以$p_l\sim 1/l^{σ+1}$的概率向前跳跃$l$格点.对于$σ>1$,恢复了标准的TASEP相图,但当$1<σ<2$时,在过渡线附近的密度分布显示出新的特征。在一级相变线处,畴壁局域化,并观察到相分离。在最大电流阶段,曲线具有与$σ$相关的指数的代数衰减。在$σ\leq 1$制度,其中的过渡被发现是不存在的,在连续平均场近似的分析结果推导出的限制$σ=-1$。
2006-10-18 cond-mat.stat-mech
An exclusion process on a tree with constant aggregate hopping rate
我们介绍了一个完全不对称的简单排除过程(TASEP)的树型网络的聚合跳率是恒定的,从一级到另一级的模型。通过对跳频速率的这种选择,模型显示了与一维情况相同的相图。我们的模型的潜在应用是在该地区的分销网络,其中一个单一的大源供应材料的大量的小汇通过一个分层网络。我们表明,我们的模型的平均场论(MFT)是相同的一维TASEP,这个平均场论是准确的TASEP在树上的大分支比,$b$(或相当大的协调数)的限制。然后,我们提出了一个精确的解决方案的两级树(或星形网络),允许任何关联函数的计算,并确认如何平均场结果恢复为$b\rightarrow\infty$。作为示例,我们计算稳态电流作为分支比的函数。我们目前的模拟结果证实了这些结果,并表明,收敛到MFT与大分支比是相当迅速的。
2013-08-27 cond-mat.stat-mech
Interaction vs inhomogeneity in a periodic TASEP
本研究针对含最近邻排斥作用与空间非均匀跳跃率的周期性完全非对称简单排他过程,结合广义平均场方法与动力学蒙特卡洛模拟,发现激波相存在多种子相,且所得丰富相图对细节不敏感,有助于阐明已有研究中激波子相的本质。
2023-11-07 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Bidirectional transport in a multispecies TASEP model
我们研究了一个最小的晶格模型,它描述了双向运输的“颗粒”驱动沿着一个一维的轨道,观察到在微管为基础的,马达蛋白驱动的双向运输的货物囊泡,脂质体和细胞器,如线粒体。这个极小模型是一个具有方向转换的多物种完全不对称排斥过程(TASEP),它可以为理解一维空间中单个粒子的转换动力学和粒子的集体运动之间的相互作用提供一个框架.当切换比移位快得多时,颗粒的稳态密度和电流分布在本体中是均匀的,并且通过平均场(MF)理论很好地描述,如通过与蒙特卡罗模拟比较所确定的。在此极限下,我们构造了一个非平衡相图。远离这种快速切换制度,MF理论失败,虽然平均堆积密度分布仍然保持均匀。我们研究的稳态行为的易位和净开关率,Q的比率的函数,并找到一个独特的一阶相变在有限的Q与不连续的变化的体积密度。当开关速率进一步降低时(保持移位速率不变),系统接近净电流趋于零的堵塞阶段,其值为J ~ 1/Q。
2011-01-28 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Exclusive Queueing Process with Discrete Time
在最近的研究[C Arita,Phys.Rev.E80,051119(2009)]中,引入了如在完全不对称简单排除过程(TASEP)中的具有排除体积效应的M/M/1排除过程的扩展。在本文中,我们考虑其离散时间版本。我们采用的更新方案是并行的。一个稳态的解决方案,获得了一个稍微安排矩阵产品的形式的离散时间开放TASEP并行更新。我们找到了定态存在的相图。将参数空间分成具有和不具有稳态的区域的临界线可以根据开路TASEP的稳态电流来写。我们计算系统的平均长度和平均粒子数。
2010-11-10 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Jamming and condensation in one-dimensional driven flow
我们重新审视了一维(1D)完全不对称简单排斥过程(TASEP)的慢键(SB)问题与修改的跳跃率。在原来的SB问题,它原来是一个本地的缺陷总是与系统的干扰,使相位分离发生在1D TASEP。然而,交叉缩放行为也被观察到作为有限尺寸效应。为了检验SB是否可以与粒子相互作用的系统无关,我们在零程过程中使用了凝聚概念。在改进的TASEP中,除了SB因子外,跳跃率还取决于相互作用参数和运动方向上到最近粒子的距离。特别是,我们专注于干扰和冷凝的相互作用,在一维驱动流的电流密度关系。基于平均场计算,我们给出了修正SB问题的基本图和相图,并进行了数值检验。最后,我们讨论了如何孔的冷凝抑制堵塞的粒子,反之亦然,其中部分凝聚相是最有趣的,相比,在原来的SB问题。
2018-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Modified version of open TASEP with dynamic defects
本文修正含动态结合/脱离障碍物的开放 TASEP,使入口粒子与体内粒子承受相同阻碍,并通过平均场与 Monte Carlo 模拟得到三相相图,证明 $p_d\to1$ 时回归标准 TASEP。
2024-05-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Steady-state properties of a totally asymmetric exclusion process with particles of arbitrary size
利用各种平均场近似和蒙特卡罗模拟计算了一维完全非对称排斥过程(TASEP)的稳态电流和密度,该过程中粒子阻塞了整数个($d$)晶格点. TASEP具有任意大小的颗粒,与mRNA翻译、沿着微管的囊泡运动和沿着DNA的蛋白质滑动等建模系统相关。我们推测,非平衡稳态性质分为低密度,高密度,最大电流相类似的标准($d=1$)TASEP。一个简单的平均场近似的稳态粒子电流和密度被发现是不准确的。然而,我们发现{ \it局部平衡}粒子分布来自一个离散的Tonks气体配分函数产生明显的准确电流的最大电流相位。对于边界限制相,平衡Tonks气体分布不能用于预测电流,相边界,或相变的顺序。然而,我们采用了一个精致的平均场的方法来找到明显的精确表达式的稳态电流,边界密度,和相图的$d\geq 1$ TASEP。进行了广泛的蒙特卡罗模拟来支持我们的分析平均场结果。
2002-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynein-inspired multilane exclusion process with open boundary conditions
动力蛋白马达在实验中所示的侧向运动的动机,我们使用的排斥过程的一个变种的多步动力学模型的动力蛋白在一个开放的两端的圆柱体。由于准二维拓扑结构中颗粒的步长不同,我们观察到一种新的相图的出现取决于各种负载条件。在高负荷条件下,我们的数值结果产生类似的结果TASEP模型的存在下,所有三个标准的TASEP阶段,即低密度(LD),高密度(HD),和最大电流(MC)阶段。然而,对于中等至低负载条件,对于所有选定的流入和流出速率,我们只观察到LD和HD相,最大电流相消失。此外,我们还测量了一个动力蛋白粒子的动力学速度比一个TASEP粒子更慢,等待时间更短。我们的研究结果也证实了实验观察的停留时间分布。动力蛋白的停留时间分布在不太拥挤的条件下是指数分布,而在过度拥挤的条件下出现双指数分布。
2021-08-31 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Renyi entropy of the totally asymmetric exclusion process
Renyi熵是香农熵的推广,它对概率分布的细节很敏感。我们目前的结果Renyi熵的完全不对称排斥过程(TASEP)。我们计算明确的熵,从而配置概率的平方求和,使用矩阵乘积形式主义映射的问题,涉及一个六个方向的晶格行走在上四分之一平面。我们推导出整个相图的母函数,使用一个固执的核方法。这给出了TASEP的所有阶段中的Renyi熵和校正的主导行为。领先的行为是由伯努利措施的结果,我们猜想,这适用于所有的Renyi熵。在最大电流相位内,对领先行为的校正在系统大小上是对数的。最后,我们评论了平衡系统的一个特殊性质,即雷尼熵的不连续性源于相变,我们称之为二次跃迁。我们发现没有这样的二次过渡,这个非平衡系统,支持的概念,这些是特定的平衡情况下。
2017-09-28 cond-mat.stat-mech
Condensation transition and drifting condensates in the accelerated exclusion process
最近,它表明,空间相关性可能有一个激烈的影响,在驱动质量传输系统的真实空间凝聚体的动力学:在模型与空间相关的稳定状态,凝聚体是相当普遍地发现漂移与非零速度。在这里,我们研究的凝聚动力学的加速排斥过程(AEP),空间相关性。这个模型是一个“促进”的推广完全不对称的简单排斥过程(TASEP),其中每个跳跃粒子可能会触发另一个跳跃事件。在一个平均场的方法,捕捉一些相关性的影响,我们计算的AEP的相图,分析的冷凝过渡的性质,并表明,冷凝漂移,虽然在热力学极限的速度消失。数值模拟结果与平均场相图一致。
2015-10-08 cond-mat.stat-mech
Boundary induced phase transition with stochastic entrance and exit
研究了一类开链完全非对称排斥过程(TASEP),其两个边界上均存在随机门。门控动力学已被建模保持离子通道门控的物理系统。这些门可以在打开状态和关闭状态之间随机切换。在打开状态下,门是高度可渗透的,使得到达门的任何颗粒立即通过。在关闭状态下,粒子被困在门上,直到门再次打开才能通过。我们计算了系统的相图,并发现重要的和非平凡的差异与一个经常开链TASEP的相图。特别地,取决于两个门的切换速率,系统可以或可以不允许最大电流相位。我们的平均场论内的解析计算捕获了我们的蒙特卡罗模拟结果的主要定性特征。我们还进行了一个精细的平均场计算,其中考虑到在边界的相关性。该理论与我们的模拟结果显示出更好的定量一致性。
2014-10-15 cond-mat.stat-mech q-bio.SC
One-Dimensional Traffic Flow Models: Theory and Computer Simulations
本文简要回顾了非平衡现象研究的理论进展,着重介绍了一维受驱动晶格气体的稳态性质。介绍的重点是完全不对称的简单排除过程(TASEP)与开放的边界条件:粒子注入在左端率α和删除在右端率β。根据这些参数的值,该模型表现出三个固定相,分离的第一和第二阶非平衡相变线。新的模拟结果的功率谱的波动的总数量的颗粒在不同阶段的系统。我们的理论贡献涉及的功率谱在畴壁图片的共存的低和高密度相的近似评价。最后,我们回顾了我们最近的一些结果TASEP定义在一个开放的网络包含一个双链节在中间。借助于忽略链节连接处关联的简单理论,找到了该模型可能的相结构,并通过计算机模拟得到了该模型在相图代表点的稳态密度分布和最近邻关联。在共存线上,发现中间截面的分支中的等效位置之间存在互相关。
2008-03-18 cond-mat.stat-mech
Multi-species generalization of the totally asymmetric simple exclusion process
一维排斥过程最早出现在70年代,从那时起吸引了许多不同领域的关注:随机过程,出平衡统计物理学,以及最近的可积系统。虽然可以从不同方面描述单个物种的完全不对称简单排除过程(TASEP)的技术状态为成熟的,但当存在多个相互作用物种时知之甚少。使用工具,从可积系统和流体动力学在第一位和随机过程在第二位,这项工作试图研究一个新版本的模型与不同种类的粒子的行为具有层次动力学,取决于任意参数。虽然伯格方程著名的流体动力学极限的TASEP与一个单一的物种,我们提出了一个对应的耦合系统的PDE代表的流体动力学极限的模型与两个物种。这些偏微分方程的解决方案显示了丰富的现象学的解决方案,最好的特点是通过潜在的正常模式。这个两种群系统可以作为一个玩具模型来研究具有开放边界的驱动扩散系统。使用prostitics,我们提出的结果表明,一个一般原则的边界诱导相图的系统与多个耦合驱动的守恒量,从而推广的极值电流原理已知的情况下,一个单一的驱动量。使用可积性工具,我们开发了一种形式主义,允许计算的有限时间概率分布的粒子位置上的一维晶格,因此,推广已知的结果TASEP和其他多物种模型。最后,我们研究的行为和影响的一个单一的第二类杂质最初位于两个不同密度的第一类粒子的区域之间的界面。
2023-01-10 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Phase-plane analysis of the totally asymmetric simple exclusion process with binding kinetics and switching between antiparallel lanes
马达蛋白在生物聚合物上的运动可以用完全不对称简单排斥过程(TASEP)相关的模型来描述。受驱动蛋白4马达在反平行微管重叠上的运动实验的启发,我们分析了一个模型,该模型将TASEP结合在两个反平行泳道上,具有结合动力学和泳道切换。我们确定的稳态电机密度分布使用相平面分析的稳态平均场方程和动力学蒙特卡罗模拟。我们专注于密度-密度相平面,在那里我们找到了平均场模型的解析解。通过对相空间流的研究,确定了模型的不动点及其随参数的变化。先前针对单通道模型识别的相位发生在通道之间的低切换速率下。我们预测一个新的多个共存阶段,由于额外的固定点,出现的开关速率增加:开关移动电机从高密度到低密度的车道,造成局部干扰,并创建多个域墙。我们确定对称和一般边界条件下的模型的相图。
2016-07-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.SC
Bottleneck-induced transitions in a minimal model for intracellular transport
我们考虑无序对胞内转运的极小模型的非平衡稳态的影响。在该模型中,颗粒根据\emph{totally asymmetric exclusion process}(TASEP)单向移动,并通过\emph{Langmuir kinetics}耦合到本体储层。我们的讨论集中在局部的点缺陷作为一个瓶颈的粒子传输。结合分析方法和数值模拟,我们确定了丰富的相行为作为缺陷强度的函数。我们的分析方法依赖于一个有效的平均场论通过分裂成两个子系统,这是有效地利用本地电流守恒连接的晶格。引入承载能力的关键概念,最大电流可以流过系统的大部分(包括缺陷),我们区分的情况下,缺陷是不相关的,它作为一个瓶颈,并引起各种新的阶段(称为{ \it瓶颈阶段})。相反,简单的TASEP中存在的不均匀性,许多情况下出现并转化为丰富的底层相图,其中的拓扑性质进行了讨论。
2006-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The Braess Paradox in a network of totally asymmetric exclusion processes
我们研究了Braess提出的运输网络中的Braess悖论,该网络的边缘具有完全非对称排斥过程(TASEPs)。Braess悖论描述了一种违反直觉的情况,在这种情况下,向道路网络添加边缘会导致所有网络用户的旅行时间更长的用户最优。旅行时间的TASEPs是非线性的密度,和堵塞的状态可能会发生由于微观不相容原理,导致一个更现实的描述trafficlike运输的网络比以前研究的线性宏观数学模型。此外,随机动力学允许我们探索波动对网络性能的影响。我们观察到,对于低密度,增加的边缘导致较低的旅行时间。对于稍高的密度,布雷斯悖论发生在其经典意义上。在中等密度下,由于处于畴壁状态的链接,旅行时间的强烈波动主导了系统的行为。在高密度下,增加的链接导致更低的旅行时间。我们提出了一个相图,预测系统的状态取决于全球的密度和关键的路径长度比。
2016-12-23 cond-mat.stat-mech nlin.CG physics.soc-ph
Frozen shuffle update for an asymmetric exclusion process on a ring
我们引入了一个新的规则的运动完全不对称的排斥过程(TASEP)表示行人交通的格子。它的特点是,行人的位置,建模为硬核粒子,更新在一个固定的预定义的顺序,由一个阶段附加到他们每个人。我们研究这个模型的解析和蒙特卡罗模拟的一维晶格周期性边界条件。在颗粒密度的临界值处,发生从“自由流动”相到“堵塞流动”相的过渡。我们能够解析地预测无限系统的电流密度图,并找到描述在过渡点的有限尺寸舍入的标度函数。
2011-05-02 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
One-dimensional discrete aggregation-fragmentation model
在这里,我们研究一维模型的聚集和破碎遵守随机离散时间动力学的广义完全不对称简单排阻过程(gTASEP)的开链上的颗粒簇。孤立的粒子和粒子簇的第一个粒子以概率$p$向前跳跃一个位置;当簇的第一个粒子跳跃时,同一簇的其余粒子可以以修改的概率$p_m$跳跃,模拟相邻粒子之间的特殊运动学相互作用,或者以概率$1-p_m$保持原位。该模型包含作为特殊情况下的TASEP与并行更新($p_m =0$)和顺序向后顺序更新($p_m =p$)。这些情况已被准确地解决了定态和他们的性质进行了深入的研究。最近也研究了对应于不可逆聚集的$p_m =1$的极限情况。它的相图中的平面注入($α$)和喷射($β$)的概率被发现有不同的拓扑结构。在这里,我们专注于固定属性的gTASEP在一般情况下的吸引力$p<p_m<1$时,集群的聚集碎片发生。我们发现,当$p_m$变得小于$1$时,$p_m =1$的相图拓扑急剧地改变到对应于$p_m =p$的拓扑.然后在方域$α_c(p,p_m)\leα\le 1$和$β_c(p,p_m) \le β\le 1$中出现最大电流相位,其中$α_c(p,p_m)= β_c(p,p_m)\equiv σ_c(p,p_m)$是参数依赖的注入/排出临界值。通过计算机模拟和随机游走理论对$p< p_m <1$三个固定相之间的相变性质进行了评估。
2019-04-11 cond-mat.stat-mech
The totally asymmetric exclusion process with extended objects, a model for protein synthesis
生物系统中的蛋白质合成过程类似于一维驱动的格子气,其中粒子具有空间范围,覆盖多于一个晶格位点。我们扩大了研究完全不对称排斥过程(TASEP),其中粒子通常覆盖一个单一的晶格网站,包括扩展对象的情况下。对于一个均匀的封闭系统,可以求出精确解。我们通过两种方法来分析一致开放系统。首先,一个连续极限产生一个修改后的扩散方程的颗粒密度分布。第二,基于畴壁理论的极值原理准确地预测了相图和各相中的电流。最后,我们简要地考虑了一个非均匀的开放系统与淬火无序的粒子跳跃率的近似方法,并比较这些方法与蒙特卡罗模拟。
2003-09-16 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Nonequilibrium Dynamics of Simple Exclusion Processes Across Dimensions
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学基础与前沿研究院);School of Physical Science and Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学物理科学与技术学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院);School of Physics, University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学物理学院)
本研究利用变分自回归网络表征1-3维的SSEP、ASEP、TASEP的非平衡动力学,验证方法有效性,揭示各维度的动力学特性,建立统一表征框架。
2026-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech stat.ML
On the Two Species Asymmetric Exclusion Process with Semi-Permeable Boundaries
我们调查的非平衡定态(NESS)的系统的第一和第二类粒子,以及空缺(孔),在L网站的一维晶格接触的第一类粒子水库的边界网站;这些粒子可以进入网站1,当它是空的,率α,并退出网站L率β。第二类粒子既不能进入也不能离开系统,因此边界是半渗透的。内部动力学描述通常的完全不对称排斥过程(TASEP)与第二类粒子。一个精确的解决办法的NESS发现由有田。这里我们描述了第二类粒子的通量为零这一事实的两个结果。首先,存在(钉扎和非钉扎)脂肪冲击,决定了相图和局部测度的一般结构;后者描述了系统在不同宏观点的微观结构(在无限系统的极值测度叠加的极限L到无穷大的情况下)。第二,第二类粒子的分布由固定体积中的平衡系综给出,或者等效地但更简单地由压力系综给出,其中相邻粒子之间的对势随距离几何地增长。我们还指出了一个意想不到的功能在微观结构的NESS有限L:如果有n个第二类粒子的系统中,然后第一类粒子(分别孔)的分布在第一(分别最后)n个网站是可交换的。
2008-08-05 cond-mat.stat-mech
Critical behavior of the exclusive queueing process
排他排队过程(EQP)是经典M/M/1排队的推广。它等价于一个长度可变的完全不对称排斥过程(TASEP)。在这里,我们考虑两个离散时间版本的EQP并行和向后顺序更新规则。相图(关于到达概率α和服务概率β)被分为两个阶段,对应于系统长度的发散和收敛。我们调查的行为上的临界线分离这些阶段。对于这两种更新规则,我们发现小输出概率(β<β_c)的扩散行为。当β>β_c时,系统变的亚扩散和非普适:表征系统长度和顾客数的发散性的指数依赖于更新规则.对于后向更新的情况,它们还取决于跳变参数p,并且当p较大时保持有限,指示一阶跃变。
2013-12-03 cond-mat.stat-mech nlin.CG physics.soc-ph