×
米查·巴尔塞雷克;阿格涅斯卡·怀奥曼斯卡;克日什托夫·伯内基;拉尔夫·梅茨勒;迭戈·克拉普夫

用切换分数布朗运动模拟间歇异常扩散。 （英语） Zbl 07869266号

新J.Phys。 25，第10号，文章ID 103031，13 p.（2023）.
小结：活细胞中分子的随机轨迹，以及许多其他复杂系统中的动力学，通常会在其路径上显示长时间的记忆。此外，由于运动沿轨迹变化，这些系统可以显示动态不均匀性。这种效应表现为时空相关性。尽管自然界中广泛存在异构复杂系统，但对它们的分析仍知之甚少，建模工具也基本缺失。为了解决这个问题，我们采用了Mandelbrot分数布朗运动的积分表示法，该表示法在保持长记忆的同时，能够适应不同的运动参数。分析了两类切换分数布朗运动，其中的跃迁来自马尔可夫随机过程和无标度间歇过程。我们得到了过程的经典统计的简单公式，即均方位移和功率谱密度。进一步，描述了一种基于位移分布识别切换分数布朗运动的方法。通过单粒子追踪获得的活哺乳动物细胞细胞质中量子点运动的实验测量结果验证了该模型。
{©2023作者。由IOP出版有限公司代表物理和德国物理研究所出版}

引用于1文件

MSC公司：

81至XX 量子理论
82至XX 统计力学，物质结构
83至XX 相对论和引力理论

关键词：

非均匀扩散;随机过程;单分子追踪;遍历破缺;长记忆;细胞质
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Balcerek}等人，《新物理学杂志》。25，第10号，文章ID 103031，13 p.（2023；Zbl 07869266）
全文： 内政部 arXiv公司
OA许可证

参考文献：

[1] 列维，V。；Gratton，E.，《细胞生物化学》。生物物理学。，48, 1 (2007) ·doi:10.1007/s12013-007-0010-0
[2] Manzo，C。；Garcia-Parajo，M.F.，代表程序。物理。，78 (2015) ·doi:10.1088/0034-4885/78/12/124601
[3] Barkai，E。；加里尼，Y。；梅茨勒，R.，Phys。今天，65，29（2012）·doi:10.1063/PT.3.1677
[4] Höfling，F。；Franosch，T.，代表程序。物理。，76 (2013) ·doi:10.1088/0034-4885/76/4/046602
[5] 克拉普夫，D。；梅茨勒，R.，Phys。今天，72,48（2019）·doi:10.1063/PT.3.4294
[6] 迪特里希，C。；杨，B。；藤原，T。；Kusumi，A。；Jacobson，K.，《生物物理学》。J.，82，274（2002）·doi:10.1016/S0006-3495（02）75393-9
[7] Knight，J.D。；Falke，J.J.，《生物物理学》。J.，96，566（2009）·doi:10.1016/j.bpj.2008.10.020
[8] 坎帕尼奥拉，G。；尼泊尔，K。；施罗德，B.W。；Peersen，O.B。；克拉普夫，D.，科学。代表5（2015）·doi:10.1038/srep17721
[9] Manzo，C。；托雷诺·皮纳，J.A。；马西格南，P。；小拉佩尔，G.J。；勒文斯坦，M。；Garcia Parajo，M.F.，物理学。版本X，5（2015）·doi:10.1103/PhysRevX.5.011021
[10] 梅茨，M.J。；彭诺克，R.L。；克拉普夫，D。；Hentges，S.T.，科学。代表，97297（2019）·数字对象标识代码：10.1038/s41598-019-43657-x
[11] Mosqueira，A.公司。；卡米诺，P.A。；Barrantes，F.J.，J.神经化学。，152, 663 (2020) ·doi:10.1111/jnc.14905
[12] 魏格尔，A.V。；西蒙，B。；Tamkun，M.M。；Krapf，D.，程序。美国国家科学院。科学。，108, 6438 (2011) ·doi:10.1073/pnas.1016325108
[13] 阿金，E.J。；Solé，L。；约翰逊，B。；El Behery，M。；Masson，J-B；克拉普夫，D。；Tamkun，M.M.，《生物物理学》。J.，111，1235（2016）·doi:10.1016/j.bpj.2016.08.016
[14] He，W。；宋，H。；苏，Y。；Geng，L。；艾克森，B.J。；彭，H。；Tong，P.，国家公社。，7 (2016) ·doi:10.1038/ncomms11701
[15] 布朗斯坦，I。；以色列，Y。；Kepten，E。；Mai，S。；沙夫·塔尔，Y。；Barkai，E。；Garini，Y.，《物理学》。修订稿。，103 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.103.018102
[16] Moon，S.L.公司。；Morisaki，T。；孔，A。；Lyon，K。；R·帕克。；Stasevich，T.J.，《自然细胞生物学》。，21, 162 (2019) ·doi:10.1038/s41556-018-0263-4
[17] Ruhnow，F。；茨威克，D。；Diez，S.，《生物物理学》。J.，1002820（2011）·doi:10.1016/j.bpj.2011.04.023
[18] Nixon-Abell，J.，《科学》，354，aaf3928（2016）·doi:10.1126/science.aaf3928
[19] Speckner，K。；斯塔德勒，L。；Weiss，M.，物理学。E版，98（2018）·doi:10.1103/PhysRevE.98.012406
[20] 北卡罗来纳州科拉贝尔。；Han，D。；Taloni，A。；Pagnini，G。；费多托夫，S。；艾伦·V。；Waigh，T.A.，熵，23958（2021）·doi:10.3390/e23080958
[21] 魏斯，D。；梅森·T·G。；Teitell，M.A.，生物物理学。J.，91，4296（2006）·doi:10.1529/biophysj.106.081109
[22] Etoc，F。；巴洛尔，E。；维卡里奥，C。；诺曼诺，D。；Liße，D。；Sittner，A。；Piehler，J。；达汉，M。；科佩，M.，Nat.Mater。，17, 740 (2018) ·doi:10.1038/s41563-018-0120-7
[23] Sabri，A。；Xu，X。；克拉普夫，D。；Weiss，M.，物理学。修订稿。，125 (2020) ·doi:10.1103/PhysRevLett.125.058101
[24] Berg，H.C.，物理学。今天，53，24（2000）·数字对象标识代码：10.1063/1.882934
[25] 西姆斯，D.W。；东北部汉弗莱斯。；胡，N。；梅丹，V。；Berni，J.，eLife，8（2019年）·doi:10.7554/eLife.50316
[26] 海斯，G.C.，Proc。R.Soc.B，279465（2012年）·doi:10.1098/rspb.2011.0978
[27] O.维尔克，Phys。修订稿，4（2022年）·doi:10.1103/PhysRevResearch.4.033055
[28] O.维尔克。；Organ，Y。；宪章，M。；北加诺。；托莱多，S。；内森·R。；阿萨夫，M.，物理学。修订版X，12（2022）·doi:10.1103/PhysRevX.12.031005
[29] Bouchaud，J-P，Chaos，15（2005）·数字对象标识代码：10.1063/11889265
[30] Scalas，E.，Physica A，362225（2006）·doi:10.1016/j.physa.2005.11.024
[31] Edery，Y。；舍尔，H。；Berkowitz，B.，《水资源》。第46号决议（2010年）·doi:10.1029/2009WR009017
[32] 魏格尔，A.V。；Ragi，S。；里德，M.L。；Chong，E.K。；Tamkun，M.M。；克拉普夫·D·物理学。E版，85（2012）·doi:10.1103/PhysRevE.85.041924
[33] Wu，H。；Schwartz，D.K.，化学学会。决议，53，2130（2020）·doi:10.1021/acs.accounts.0c00408
[34] 梅茨勒，R。；Jeon，J-H；Cherstvy，A.G。；Barkai，E.，物理学。化学。化学。物理。，16 (2014) ·doi:10.1039/C4CP03465A
[35] 克拉普夫，D.，Curr。顶部。成员。，75, 167 (2015) ·doi:10.1016/bs.ctm.2015.03.002
[36] 克拉普夫，D。；E.马里纳里。；梅茨勒，R。；Oshanin，G。；Xu，X。；Squarcini，A.，《新物理学杂志》。，20 (2018) ·Zbl 07843701号 ·doi:10.1088/1367-2630/aaa67c
[37] 梅罗兹，Y。；Sokolov，I.M.，物理学。代表，573，1（2015）·doi:10.1016/j.physrep.2015.01.002
[38] 罗布森，A。；Burrage，K。；Leake，M.C.，Phil翻译。R.Soc.B，368（2013）·doi:10.1098/rstb.2012.0029
[39] 塔帕，S。；Lomholt，M.A。；克罗格，J。；Cherstvy，A.G。；梅茨勒，R.，Phys。化学。化学。物理。，20 (2018) ·doi:10.1039/C8CP04043E
[40] Muñoz Gil，G.，国家通讯社。，12, 6253 (2021) ·doi:10.1038/s41467-021-26320-w
[41] 塞克勒，H。；梅茨勒，R.，Nat.Commun。，13, 6717 (2022) ·数字对象标识代码：10.1038/s41467-022-34305-6
[42] 塞克勒，H。；斯瓦宾斯基，J。；梅茨勒，R.，J.Phys。化学。莱特。，14, 7910 (2023) ·doi:10.1021/acs.jpclett.3c01351
[43] Gajowczyk，M。；斯瓦宾斯基，J.，熵，23649（2021）·doi:10.3390/e23060649
[44] 穆尼奥斯·吉尔，G。；Garcia-March，文学硕士。；Manzo，C。；马丁·格雷罗，J.D。；Lewenstein，M.，《新物理学杂志》。，22 (2020) ·doi:10.1088/1367-2630/ab6065
[45] Montroll，E.W。；Weiss，G.H.，J.数学。物理。，6, 167 (1965) ·Zbl 1342.60067号 ·doi:10.1063/1.1704269
[46] 舍尔，H。；Lax，M.，物理学。B版，74491（1973）·doi:10.1103/PhysRevB.7.4491
[47] 舍尔，H。；Shlesinger，M.F。；Bendler，J.T.，《物理学》。今天，44，26（1991）·doi:10.1063/1.881289
[48] Kolmogorov，A.N.，美国科学院。科学。URSS（N.S.），第26页，第115页（1940年）·Zbl 0022.36001号
[49] 曼德尔布罗特，B.B。；Van Ness，J.W.，SIAM Rev.，10422（1968）·Zbl 0179.47801号 ·数字对象标识代码：10.1137/1010093
[50] Szymanski，J。；Weiss，M.，物理学。修订稿。，103 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.103.038102
[51] Magdziarz，M。；沃伦，A。；伯内基，K。；Klafter，J.，《物理学》。修订稿。，103 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.103.180602
[52] Sadegh，S。；希金斯，J.L。；Mannion，P.C。；Tamkun，M.M。；克拉普夫·D·物理学。版本X，7（2017）·doi:10.1103/PhysRevX.7.011031
[53] 兰波，T.J。；Stylianidou，S。；巴克伦德，M.P。；Wiggins，P.A。；Spakowitz，A.J.，《生物物理学》。J.，112，532（2017）·doi:10.1016/j.bpj.2016.11.3208
[54] Jeon，J-H；贾瓦奈宁，M。；Martinez-Seara，H。；梅茨勒，R。；瓦图莱宁，I.，Phys。版本X，6（2016）·doi:10.1103/PhysRevX.6.021006
[55] Balcerek，M。；伯内基，K。；塔帕，S。；怀奥曼斯卡，A。；Chechkin，A.，Chaos，32（2022）·doi:10.1063/5.0101913
[56] Jeon，J-H；Tejedor，V。；Burov，S.等人。；Barkai，E。；Selhuber-Unkel，C。；Berg-Sörensen，K。；Oddershede，L。；梅茨勒，R.，Phys。修订稿。，106 (2011) ·doi:10.1103/PhysRevLett.106.048103
[57] Tabei，S.A。；Burov，S.等人。；Kim，H.Y。；库兹涅佐夫，A。；Huynh，T。；Jureller，J。；Philipson，L.H。；晚餐，A.R。；谢勒，N.F.，Proc。美国国家科学院。科学。，110, 4911 (2013) ·doi:10.1073/pnas.1221962110
[58] 邓，W。；Barkai，E.，物理学。E版，79（2009）·doi:10.1103/PhysRevE.79.011112
[59] 乔奎特，D。；Triller，A.，Neuron，80，691（2013）·doi:10.1016/j.neuron.2013.10.13
[60] 魏格尔，A.V。；Tamkun，M.M。；Krapf，D.，程序。美国国家科学院。科学。，110、E4591（2013）·doi:10.1073/pnas.1315202110
[61] 西科拉，G。；怀奥曼斯卡，A。；Gajda，J。；Solé，L。；阿金，E.J。；Tamkun，M.M。；克拉普夫·D·物理学。修订版E，96（2017）·doi:10.1103/PhysRevE.96.062404
[62] 沃伦，A。；伯内基，K。；阿金，E.J。；Solé，L。；Balcerek，M。；Tamkun，M.M。；克拉普夫，D.，科学。代表，75404（2017）·doi:10.1038/s41598-017-05911-y
[63] Arcizet，D。；梅耶，B。；Sackmann，E。；Rädler，J.O。；Heinrich，D.，物理学。修订稿。，101 (2008) ·doi:10.1103/PhysRevLett.101.248103
[64] Han，D。；北卡罗来纳州科拉贝尔。；陈，R。；约翰斯顿，M。；加夫里洛娃，A。；艾伦·V·J。；费多托夫，S。；Waigh，T.A.，eLife，9（2020年）·doi:10.7554/eLife.52224
[65] Loverdo，C。；O.Benichou。；Voituriez，R。；Biebricher，A。；阀盖，I。；Desbioles，P.，物理学。修订稿。，102 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.102.188101
[66] 安德烈奥，R.V。；Dorizzi，B。；Boudy，J.，IEEE传输。生物识别。工程，53，1541（2006）·doi:10.10109/TBME2006.877103
[67] 哈纳加，V。；达乌迪，K。；Pont，O。；Yahia，H.，数字。信号处理。，35, 86 (2014) ·doi:10.1016/j.dsp.2014.08.002
[68] 塞廷，M。；Comert，G.，交通。Res.Rec.，1965，23（2006）·doi:10.1177/0361198106196500103
[69] Janczura，J。；Weron，R.，高级统计分析。，97, 239 (2013) ·Zbl 1443.62220号 ·doi:10.1007/s10182-012-0202-9
[70] 勒克斯，T。；Morales-Arias，L.，计算。统计数据分析。，54, 2676 (2010) ·Zbl 1284.91590号 ·doi:10.1016/j.csda.2010.03.005
[71] Edelhoff，H。；Signer，J。；Balkenhol，N.，电影。经济。，4, 1 (2016) ·doi:10.1186/s40462-016-0086-5
[72] 斯坦尼斯拉夫斯基，A。；伯内基，K。；Magdziarz，M。；沃伦，A。；Weron，K.，《天体物理学》。J.，6931877（2009）·doi:10.1088/0004-637X/693/2/1877
[73] Vasas，K。；埃里克，P。；马尔库斯，L.，J.Stat.Plan。推理，1373113（2007）·Zbl 1114.62093号 ·doi:10.1016/j.jspi.2006.05.019
[74] Lévy，P.，《随机函数：关于拉普拉斯随机函数的一般理论》，第12卷（1953年），加利福尼亚大学出版社·兹比尔0052.14402
[75] Wang，W。；Balcerek，M。；伯内基，K。；Chechkin，A.V。；Janušonis，S。；Ślęzak，J。；沃伊塔，T。；怀奥曼斯卡，A。；梅茨勒，R.，Phys。修订稿，5（2023年）·doi:10.1103/PhysRevResearch.5.L032025
[76] 克拉普夫，D。；Lukat，N。；E.马里纳里。；梅茨勒，R。；Oshanin，G。；Selhuber-Unkel，C。；Squarcini，A。；斯塔德勒，L。；韦斯，M。；徐，X.，Phys。版本X，9（2019）·doi:10.1103/PhysRevX.9.011019
[77] Sadegh，S。；Barkai，E。；克拉普夫，D.，《新物理学杂志》。，16 (2014) ·doi:10.1088/1367-2630/16/11/113054
[78] Kurilovich，A.A。；Mantsevich，V.N。；史蒂文森，K.J。；Chechkin，A.V。；Palyulin，V.V.，物理。化学。化学。物理。，22 (2020) ·doi:10.1039/D0CP03744C
[79] Kurilovich，A.A。；Mantsevich，V.N。；马尔杜基，Y。；史蒂文森，K.J。；Chechkin，A.V。；Palyulin，V.V.，物理。化学。化学。物理。，24 (2022) ·doi:10.1039/D2CP000557C
[80] Janczura，J。；Balcerek，M。；伯内基，K。；Sabri，A。；韦斯，M。；克拉普夫，D.，《新物理学杂志》。，23 (2021) ·doi:10.1088/1367-2630/abf204
[81] 迪鲍尔，C。；克拉普夫，D。；韦斯，M。；Godec，A.，《新物理学杂志》。，24 (2022) ·doi:10.1088/1367-2630/ac48e8
[82] 萨文，T。；Doyle，P.S.，《生物物理学》。J.，88，623（2005）·doi:10.1529/biophysj.104.042457
[83] 拉诺塞莱，Y。；Grebenkov，D.S.，物理学。修订版E，96（2017）·doi:10.1103/PhysRevE.96.022144
[84] 瓦格纳，T。；Kroll，A。；Haramagatti，C.R。；利宾斯基，H-G；Wiemann，M.，《公共科学图书馆·综合》，第12期（2017年）·doi:10.1371/journal.pone.0170165
[85] Reverey，J.F。；Jeon，J-H；Bao，H。；Leippe，M。；梅茨勒，R。；Selhuber Unkel，C.，科学。众议员，5，1（2015）·doi:10.1038/srep11690
[86] 罗曼丘克，P。；比尔，M。；埃贝林，W。；林德纳，B。；Schimansky-Geier，L.，《欧洲物理学》。J.规格顶部。，202, 1 (2012) ·doi:10.1140/epjst/e2012-01529-y
[87] Lemaitre，E。；索科洛夫，I.M。；梅茨勒，R。；Chechkin，A.V.，《新物理学杂志》。，25 (2023) ·Zbl 1510.60076号 ·doi:10.1088/1367-2630/acb005
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。