交流电场下带电粒子稠密系统中的超弹道输运

Langevin 方程被普遍用于数值模拟等离子体、胶体和电解质。然而，当系统受到外部 AC 电场作用时，白噪声的通常假设变得不成立。这是因为系统中提供粒子输运热浴的带电粒子自身变得对 AC 场产生响应，热噪声变为场依赖且非 Markov 的。我们在外部 AC 电场下，对浸没在作为热浴的带电粒子稠密系统（可能还包括其他中性粒子）中的标记带电粒子的 Langevin 输运模型中的粒子扩散率进行了理论研究。这是通过适当考虑 AC 场对热浴统计特性的影响来实现的。我们解析推导了不同初始条件下随时间变化的广义扩散率 $D(t)$。广义扩散率表现出具有初始极大峰值的阻尼振荡样行为，其中广义扩散系数相对于无限时间稳态值增强了数个数量级。后者在无外场时与 Stokes-Einstein 扩散率一致。对于外场在 $t=0$ 时已开启且系统在 $t \leq 0$ 时于 DC 条件下热化的初始条件，短时间行为是超弹道的，$MSD \sim t^4$（其中 MSD 为均方位移），导致粒子输运的巨大增强。最后，该理论阐明了介质极化对局部 Lorentz 场的作用，并允许估计由周围电荷极化引起的有效电荷。