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对称简单排斥过程中电流的极端涨落:非稳态情形

统计力学 2015-06-19 v2

摘要

我们利用宏观涨落理论 (MFT) 评估了在无限直线上对称简单排斥过程 (SSEP) 中,指定时刻 t=Tt=T 时积分电流 JJ 极值的概率分布 PP。正如近期所示 [Phys. Rev. E 89, 010101(R) (2014)],SSEP 属于椭圆普适类。在此,对于极大的电流,与散粒噪声项相比,MFT 方程中的扩散项可以忽略。利用霍多格变换 (hodograph transformation) 和额外的变量代换,我们将“无粘”MFT 方程简化为扩展空间中的拉普拉斯方程。这为精确求解开辟了道路。在此,我们求解了具有任意密度 0<n<10<n<1 的平坦确定性初始密度剖面的极端电流问题。该解给出了以极端电流为条件的系统最概然密度演化历史,并导出了超高斯极端电流统计规律 lnP=F(n)J3/T-\ln P = F(n) J^3/T,这与 Derrida 和 Gerschenfeld [J. Stat. Phys. 137, 978 (2009)] 的结果一致。我们解析计算了函数 F(n)F(n)。该函数关于半填充密度 n=1/2n=1/2 对称,当 nn 趋近于 0 或 1 时发散,并在半填充密度 n=1/2n=1/2 处表现出奇异性 F(n)n1/2F(n) \sim |n-1/2|

关键词

引用

@article{arxiv.1403.7601,
  title  = {Extreme Fluctuations of Current in the Symmetric Simple Exclusion Process: a Non-Stationary Setting},
  author = {Arkady Vilenkin and Baruch Meerson and Pavel V. Sasorov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1403.7601},
  year   = {2015}
}

备注

21 pages, 6 figures, details of derivation added in Appendix B