倾斜洗牌势中欠阻尼布朗粒子的输运区间
统计力学
2021-11-16 v2 介观与纳米尺度物理
混沌动力学
摘要
本文对欠阻尼布朗粒子的温度与偏置依赖的扩散区间进行了全面考察。我们定位了反常扩散与正常扩散行为之间转变的温度阈值，从而得到该系统新的相图。在低温区间，系统因低偏置下持久的长时间亚扩散而表现出表观负微分迁移率；在高温（或临界偏置）下，系统在低于中间势垒高度 时迅速趋近正常扩散。借助数值结果、与过阻尼情形的比较以及相关的 Kramers 多稳逃逸问题，我们论证了低偏置下扩散系数的非单调温度依赖、持久亚扩散与负微分迁移率均可追溯至惯性效应，后者在低偏置速度功率谱的振荡模式中显而易见。在巨型扩散区间，速度功率谱表现出“锁定”与“运行”态之间的耦合，其表征频率对应于临界偏置附近阻尼驱动平面摆极限环的主频率。随着偏置增大与温度降低，观察到对应于振荡瞬态反常扩散的非线性二次谐波生成，进一步强调低噪声扩散问题收敛于无噪声动力学，补充了平均速度的解析结果 [L. Cheng and N.K. Yip, Physica D, 2015]。
引用
@article{arxiv.2105.14616,
title = {Transport Regimes of Underdamped Brownian Particles in a Tilted Washboard Potential},
author = {Trey Jiron and Marygrace Prinster and Jarrod Schiffbauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.14616},
year = {2021}
}