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关联随机游走者的非均匀系综

定量方法 2012-07-11 v1 统计力学

摘要

离散时间随机游走在每个时间间隔 δt\delta t 后执行一个符号随机但长度恒定为 δx\delta x 的步长,是随机过程广泛使用的模型。在关联随机游走的情况下,下一步以概率 q1/2q \neq 1/2 保持与上一步相同的符号。我们将此模型扩展到具有给定持续性概率分布 p(q)p(q) 的随机游走者非均匀系综,并表明这种非均匀性可以产生显著的统计特性:根据分布 p(q)p(q) 的不同,我们发现滞后时间 Δt\Delta t 后位移 Δx\Delta x 的概率密度 p(Δx,Δt)p(\Delta x, \Delta t) 可以具有尖峰态形状,且均方位移可以近似以 Δt\Delta t 的分数幂律增加。对于持续性参数在完整范围 q[0,1]q \in [0,1] 内均匀分布的特殊情况,我们解析地推导了均方位移。通过允许系综中每个成员 jj 具有不同的步长 δxj\delta x_j,该模型得到了进一步扩展。我们表明,在不同时间间隔 δtδt\delta t\neq\delta t^{\prime} 下定义的两个系综 [δt,(qj,δxj)][\delta t, {(q_j,\delta x_j)}][δt,(qj,δxj)][\delta t^{\prime}, {(q^{\prime}_j,\delta x^{\prime}_j)}],如果它们的参数通过特定的标度变换相关联,则在长滞后时间 Δt\Delta t 下可以具有相同的统计特性。最后,我们论证了对于均匀系综,只要每个游走者的参数 (qj(t),δxj(t))(q_j(t),\delta x_j(t)) 在远长于所考虑滞后时间 Δt\Delta t 的时间段 TΔtT\gg\Delta t 内可视为常数,即预期具有相似的统计特性。

关键词

引用

@article{arxiv.1207.2242,
  title  = {Inhomogeneous ensembles of correlated random walkers},
  author = {F. Stadler and C. Metzner and J. Steinwachs and B. Fabry},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1207.2242},
  year   = {2012}
}