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活化速率过程的现代观点:平衡态下的单向通量、相关函数和分裂概率

统计力学 2026-07-06 v1 生物物理 化学物理

摘要

80多年前,Kramers发表了一篇论文,计算布朗粒子如何越过活化势垒从势阱中逃逸。从那时起,Kramers模型已被核物理、生物物理和化学物理领域广泛采用,作为活化势垒穿越的描述。从化学动力学的角度来看,Kramers理论提供了从连续动力学到离散态化学动力学的映射。受近期发展的启发,本展望文章提供了一种进行这种映射的严格方法,从多个角度解释了Kramers理论为何以及如何起作用。具体来说,我们考虑布朗粒子在两个势阱之间的跃迁,这两个势阱对应于化学反应的“反应物”和“产物”。一个核心的统一思想是将系统的平衡态系综划分为对应于反应物态和产物态的两个子系综,然后考虑这些子系综之间的通量。重要的是,基于相对于势垒顶部的位置测量的朴素分离不会产生物理上站得住脚的映射,而应考虑轨迹的过去。这样构建的反应物和产物系综从两个不同的角度提供了问题的内部一致描述:一个基于将速率定义为每单位时间的条件跃迁概率,另一个基于控制动力学的时间演化算符的弛豫模式。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.05672,
  title  = {Modern view of activated rate processes: unidirectional fluxes at equilibrium, correlation functions, and splitting probabilities},
  author = {Alexander M. Berezhkovskii and Kevin Song and Dmitrii E. Makarov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05672},
  year   = {2026}
}