揭示反常扩散的起源：从分子到迁徙的鹳
数据分析、统计与概率
2022-06-28 v3 统计力学
定量方法
摘要
反常扩散或更一般地反常输运，其均方位移对测量时间呈非线性依赖关系，在自然界中无处不在。它已被观测于从分子的微观运动到迁徙鸟类的宏观大尺度路径等多种过程中。利用跨越 12 个数量级长度和 8 个数量级时间的多个经验系统数据，我们采用一种方法来检测数据中反常扩散与输运的个体潜在起源。该方法将反常输运分解为三种主要效应：长程相关性（“Joseph 效应”）、增量的重尾概率密度（“Noah 效应”）和非平稳性（“Moses 效应”）。我们证明，对真实生活数据的这种分解能够推断出非平凡的行为预测，并解决活细胞单粒子追踪和运动生态学领域的开放性问题。
引用
@article{arxiv.2109.04309,
title = {Unravelling the origins of anomalous diffusion: from molecules to migrating storks},
author = {Ohad Vilk and Erez Aghion and Tal Avgar and Carsten Beta and Oliver Nagel and Adal Sabri and Raphael Sarfati and Daniel K. Schwartz and Matthias Weiss and Diego Krapf and Ran Nathan and Ralf Metzler and Michael Assaf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.04309},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 6 figures + Supplemental Material. To appear in Physical Review Research (2022)