多粒子扩散在时空随机环境中的首次穿越时间
摘要：多粒子扩散中的极端首次穿越时间的研究较少，而对单个扩散粒子的首次穿越时间已被广泛研究。然而，对于许多物理系统中常见的多粒子扩散，直到最近才得到关注。我们考虑了两种多粒子扩散模型：一种将每个粒子视为独立的简单随机行走者，而另一种将它们视为与共同的时空随机力场耦合，以类似的方式偏置附近的粒子。在这两种模型下，单个扩散粒子的首次穿越时间显示出相同的统计特性和尺度行为。然而，在许多粒子扩散中，两个模型之间的所有粒子的首次穿越时间（“极端首次穿越时间”）有很大差异，后一种情况受到共同力场随机性的影响。我们开发了一个渐近的（在粒子数和首次穿越位置的采样轨迹中）理论框架来区分随机环境和其中轨迹采样的影响。我们确定了描述环境对极端首次穿越时间方差影响的新的幂律。通过数值模拟，我们验证了这个渐近理论的预测结果，即使对于具有广泛不同粒子数的系统，直到100个粒子。这表明，对于多粒子扩散的极端首次穿越时间的测量提供了对扩散所发生的基础环境的间接测量。
作者：Jacob B. Hass, Ivan Corwin, Eric I. Corwin
论文ID：2308.01267
分类：Statistical Mechanics
分类简称：cond-mat.stat-mech
提交时间：2023-08-03