随机非线性动力学中快变量的消去
统计力学
2020-10-28 v1 化学物理
摘要
涉及少量变量的简化化学反应方案通常足以解释贡献于反应的主要物种浓度的确定性演化。然而，其预测在小型系统中值得怀疑，例如用于荧光相关光谱（FCS）的系统，或涉及强非线性（如自催化步骤）的爆炸系统。我们给出了定义准稳态近似有效性域以及确定性动力学中快浓度消去的精确动力学判据。通过设计两个收敛于同一两变量模型的不同三变量模型，我们表明即便在系统尺寸很大的极限下，两变量模型也不能正确预测慢变量涨落的方差与协方差。简化方案更惊人的缺陷在包含少量分子的中尺度系统中显现。我们比较了两种随机方法的结果，并指出 Langevin 方程相对于主方程的不足。我们得出结论：涨落的描述及其与确定性动力学非线性的耦合超出了简化化学反应方案的能力。
引用
@article{arxiv.2008.08836,
title = {Elimination of fast variables in stochastic nonlinear kinetics},
author = {Gabriel Morgado and Bogdan Nowakowski and Annie Lemarchand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08836},
year = {2020}
}
备注
35 pages, 12 figures