流体动力学记忆可极大增强受驱非线性扩散与输运

流体动力学记忆力，即巴塞特力(Basset force)，自19世纪便已为人所知。然而，它对布朗运动的影响在很大程度上仍未得到探索。本文在一个倾斜搓板势的范式模型中，研究其在非线性输运与扩散中的作用。在该模型中，受驱扩散相对于无势极限的巨大增强是一个公认的佯谬现象。在过阻尼极限下，此现象发生在势垒消失的临界倾斜处。然而，对于弱阻尼，它却惊人地发生在另一个势垒清晰存在的临界倾斜处。最近我们证明了巴塞特力可使这种扩散增强变得极其巨大。在本文中，我们发现，即便对于中等强度的阻尼（当记忆效应可忽略时，过阻尼理论在此处非常有效），显著的流体动力学记忆也会出人意料地产生强烈影响。首先，扩散增强发生在非零势垒处，且可大上数个数量级。其次，在跨越多个时间量级和势周期的时间尺度上，出现了瞬态反常扩散区。第三，粒子的迁移率也可被显著增强，并出现一个长时间的瞬态超输运区。