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极端窄口逃逸:首批粒子通过小窗口逃逸的最短路径

统计力学 2018-05-01 v1 数据分析、统计与概率

摘要

到达位于区域边界上窄窗口的最快布朗粒子所关联的路径是什么?尽管最快到达时间的分布在一维中已被充分研究,但在高维中知之甚少。基于 Wiener 路径积分,我们推导了与最快到达粒子关联的路径的变分原理。具体而言,我们表明在独立布朗轨迹的大系综中,最短到达时间的一阶矩与能量作用量的最小化相关联,且最优轨迹为测地线。逃逸轨迹沿这些测地线聚集,当在窄窗口前方放置障碍物时,随机模拟证实了这一点。最后指出,随机动力学中的路径及其时间尺度可能与平均性质显著不同,而平均性质通常构成了 Smoluchowski 化学反应理论的基础。

关键词

引用

@article{arxiv.1804.10808,
  title  = {Extreme Narrow Escape: shortest paths for the first particles to escape through a small window},
  author = {Kanishka Basnayake and Akim Hubl and Zeev Schuss and David Holcman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1804.10808},
  year   = {2018}
}

备注

After Narrow Escape, Here is Extreme Narrow Escape