基于统计物理启发概率的 COVID-19 大流行蒙特卡洛模拟

我们提出了一个受温度、截面和相互作用范围等物理变量启发的传染病传播蒙特卡洛模拟模型，该模型考虑黑体辐射中光子的普朗克分布来描述个体的流动性。模型由一个细胞晶格组成，每个细胞可处于四种不同状态：易感、感染、康复或死亡。一个感染细胞可在某一随机范围 $R$ 内将疾病传播给任何其他易感细胞。传播机制遵循粒子与目标之间相互作用的物理定律。每个感染粒子根据其能量，对相互作用区域作用 $n$ 次。相互作用次数与相互作用截面 $\sigma$ 以及目标表面密度 $\rho$ 成正比。离散能量遵循普朗克分布律，其依赖于系统的温度 $T$。对于任意一次相互作用，均施加感染、康复和死亡概率。我们研究了不同参数组合下的病毒传播结果，并将其与可用的 COVID-19 数据进行比较。该模型的参数可设为时间相关，以考虑例如大流行中期封锁的影响。