N个切换随机粒子中最快者的到达时间
统计力学
2022-08-10 v2 亚细胞过程
摘要
N个布朗粒子中的首次到达在生命科学中无处不在，因为它常常触发从分子水平的细胞过程。我们在此研究这样的情况：代表分子、蛋白质或分子的随机粒子可以在非负实线上于两种状态间切换。切换过程被建模为两态马尔可夫链，且粒子仅能在状态1中逃逸。我们通过渐近求解Fokker-Planck方程来估计最快到达时间，考虑三种不同的初始分布：狄拉克δ分布、均匀分布和长尾衰减。推导出的公式表明，当切换速率远小于扩散时间尺度时，最快粒子避免切换；但当状态2中的扩散远快于状态1时，会切换两次。我们将所得结果与随机模拟进行比较，揭示了推导公式的有效范围。
引用
@article{arxiv.2112.12760,
title = {Arrival time for the fastest among $N$ switching stochastic particles},
author = {Suney Toste and David Holcman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12760},
year = {2022}
}
备注
8 figures