随机与周期介质中粒子运动的亚扩散、异常扩散与传播
统计力学
2016-01-27 v2
摘要
我们研究在二维正方形晶格上运动的单粒子，其格点被左右旋转子占据。这些左和右旋转子确定性地将粒子速度分别向右或向左旋转，并在散射粒子后将其自身取向从右翻转到左或从左边翻转到右。我们研究了左和右旋转子的三种构型，将其视为粒子穿过的介质类型。这些是完全随机(CR)、随机周期(RP)和完全周期(CP)构型。对于CR构型，粒子动力学依赖于右与左散射体比例如下：对于小，当构型近乎均匀时，粒子以2/3指数发生亚扩散，类似于拥挤环境中大分子的扩散。此外，粒子轨迹具有的分形维数，可与自避行走相比。当比例增加到时，粒子动力学从亚扩散转变为分形维数的异常扩散，类似于二维渗流簇。在RP构型中，其比CR构型更具结构但也是随机生成，我们发现粒子具有与CR情况相同的统计。相反，高度结构化的CP构型通常导致粒子经历亚扩散的瞬态阶段，然后突然转变为传播。有趣的是，亚扩散阶段具有约2/3的指数和的分形维数，类似于小下CR和RP构型的情况。
引用
@article{arxiv.1509.06481,
title = {Subdiffusion, Anomalous Diffusion and Propagation of a Particle Moving in Random and Periodic Media},
author = {Shradha Mishra and Sanchari Bhattacharya and Benjamin Webb and E. G. D. Cohen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.06481},
year = {2016}
}
备注
16 pages, 9 figures