低维空间中的化学趋性粒子的异常扩散与直线-翻滚运动
统计力学
2025-08-29 v1
摘要
我们研究对称自化学趋性粒子的随机动力学，确定其均方位移 (MSD) 的长时间行为。粒子与其生成的化学场之间的吸引或排斥相互作用会导致非线性、非马尔可夫的有效动力学，从而在空间维数 时导致异常扩散。在一维空间中，我们将排斥化学趋性情况映射到类似直线-翻滚的动力学中，导致 MSD 随时间 呈超扩散行为，指数为 。在存在吸引化学趋性时，粒子表现出减缓现象，MSD 随时间对数增长。在 中，我们发现扩散系数的对数年龄化，而在 中，运动恢复标准扩散行为，仅具有再标定的扩散系数。
引用
@article{arxiv.2508.20756,
title = {Anomalous diffusion and run-and-tumble motion of a chemotactic particle in low dimensions},
author = {Jacopo Romano and Andrea Gambassi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.20756},
year = {2025}
}