布朗粒子在亚稳势场中的扩散逃逸

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弹道扩散是布朗运动中反常扩散的极限,长时间后,位移偏移初始位置的方均值与时间的平方成正比。对OU噪声所满足方程的解求时间导数,同时在满足噪声强度量纲的要求下重新标度即得到热导数OU噪声。热导数OU噪声在零频率极限下,频谱为零,即满足诱发弹道扩散的判定条件。本文解析求得由热导数OU噪声驱动的分段简谐势场中的平均逃逸时间,发现与OU噪声平均逃逸时间的特点有一些定性的不同。当热导数OU噪声的关联时间τ较大时,平均逃逸时间显著地小于OU噪声情形;平均逃逸时间随τ的增加单调减小,这与OU噪声情形相反;小τ小噪声强度γ时,相当于OU噪声情形小噪声强度τ更小时的平均逃逸时间。通过分析噪声谱和相应的动力学特点探讨了相应的物理机制。在三次亚稳势场中,使用模特卡罗模拟方法探究了由热导数OU噪声激励的粒子的Kramers速率,并对比分析了在相同参数下OU噪声的情况。结果表明势阱宽度,势垒高度对Kramers速率的影响与OU噪声有定性的不同。Kramers速率随势阱宽度增加单调增加;随势垒高度的降低较早偏离Arrhenius律。我们结合噪声谱和相应的动力学特点探讨了其物理机制。
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