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受限布朗游程下面积的大涨落

统计力学 2019-02-28 v2

摘要

我们研究在时间区间 tT|t|\leq T 上布朗游程 x(t)x(t) 下面积 A\mathcal{A} 的大涨落,该游程被约束远离移动壁 x0(t)x_0(t),满足 x0(T)=x0(T)=0x_0(-T)=x_0(T)=0x0(t<T)>0x_0(|t|<T)>0。我们关注由一族广义抛物线描述的壁函数 x0(t)=Tγ[1(t/T)2k]x_0(t)=T^{\gamma} [1-(t/T)^{2k}],其中 k1k\geq 1。使用最优涨落法(OFM),我们计算了长时间下面积的大偏差函数(LDF)。OFM 通过布朗运动的最优路径或射线对面积涨落给出了简单描述。我们证明 LDF 在 A\mathcal{A} 的临界值处关于 A\mathcal{A} 的三阶导数存在跳跃。该奇异性源于最优路径的定性改变,可解释为三级动力学相变。尽管 OFM 不适用于典型(小)面积涨落,我们认为它正确捕捉了 A\mathcal{A}TT 的幂律标度,其指数连续依赖于 γ\gammakk。我们还考虑余弦壁 x0(t)=Tγcos[πt/(2T)]x_0(t)=T^{\gamma} \cos[\pi t/(2T)] 以说明最优路径及典型涨落标度的另一种可能行为。对于某些壁函数,由多个 OFM 解共存导致的额外相变是可能的。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.03345,
  title  = {Large fluctuations of the area under a constrained Brownian excursion},
  author = {Baruch Meerson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03345},
  year   = {2019}
}

备注

10 pages, 5 figures