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受限几何中布朗运动的最大值和凸壳的统计。 (英语) 兹比尔1507.60104

摘要:我们考虑了具有反射边界的半径为(R)的(D)维球中扩散系数为(D)的布朗粒子。我们研究了粒子在时间(t)沿(x)方向的轨迹的最大值(M_x(t))。在长时间限制中,最大值收敛于球的半径\(M_x(t)\rightarrow R\)for \(t\rightarror\infty\)。我们研究了如何接近这个极限,并获得了所有维大极限(t)中涨落(δ(t)=[R-M_x(t)]/R)分布的精确解析表达式。我们发现,Delta(t)的分布根据维(d)表现出丰富的行为。这些结果是通过在这个问题和窄逃逸时间问题之间建立联系而得到的。我们将(d=2)中的结果应用于研究具有反射边界的半径为(R)的圆盘中粒子轨迹的凸壳。我们发现凸壳的平均周长(L(t)rangle)表现出向圆周长(2 pi R)的缓慢收敛,并有一个拉伸指数衰减(2πR-langle L(t)rangle\propto\sqrt{R}(Dt)^{1/4}\mathrm{e}^{-2\sqrt}2Dt}/R})。最后,我们将我们的结果推广到其他限制几何体,例如具有反射边界的椭圆。我们的结果得到了彻底的数值模拟的证实。

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60J65型 布朗运动
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参考文献:

[1] 爱因斯坦,A.,Ann.Phys。,324, 371 (1906) ·doi:10.1002/和p.19063240208
[2] Von Smoluchowski,M.,Ann.Phys。,326, 756 (1906) ·doi:10.1002/和p.19063261405
[3] 克拉皮夫斯基,P.L。;Redner,S。;Ben Naim,E.,《统计物理学的动力学观点》(2010),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1235.82040号
[4] Bachelier,L.,《科学年鉴》。埃科尔规范。Sup.,17,21(1900)·doi:10.24033/asens.476
[5] Bouchaud,J-P;Potters,M.,《金融风险理论:从统计物理到风险管理》(2002),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥
[6] Chandrasekhar,S.,修订版。物理。,15, 1 (1943) ·Zbl 0061.46403号 ·doi:10.1103/revmodphys.15.1
[7] Feller,W.,《概率论及其应用导论》(1968年),纽约:威利出版社·Zbl 0155.23101号
[8] 皮特曼,J。;Yor,M.(2018)
[9] 卡茨,R.W。;Parlange,M.B。;Naveau,P.,水资源高级专员。,25, 1287 (2002) ·doi:10.1016/s0309-1708(02)00056-8
[10] 马朱姆达尔,S.N。;帕尔,A。;谢尔·G·物理。代表,840,1(2020年)·Zbl 1441.62115号 ·doi:10.1016/j.physrep.2019.10.005
[11] 特蕾西,C.A。;Widom,H.,Commun。数学。物理。,159, 151 (1994) ·Zbl 0789.35152号 ·doi:10.1007/bf02100489
[12] 特蕾西,C.A。;Widom,H.,Commun。数学。物理。,177, 727 (1996) ·Zbl 0851.60101号 ·doi:10.1007/bf02099545
[13] 马朱姆达尔,S.N。;谢尔,G.,J.Stat.Mech。(2014) ·doi:10.1088/1742-5468/2014/01/p01012
[14] Raychaudhuri,S。;克兰斯顿,M。;Przybyla,C。;夏皮尔,Y.,Phys。修订稿。,87 (2001) ·doi:10.1103/physrevlett.87.136101
[15] Györgyi,G。;Holdsworth,P.C W。;波泰利,B。;拉茨,Z。,物理学。E版,68(2003)·doi:10.1103/physreve.68.056116
[16] 马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A.,物理学。修订稿。,92 (2004) ·doi:10.1103/physrevlett.92.225501
[17] 马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A.、J.Stat.Phys.、。,119, 777 (2005) ·Zbl 1170.82370号 ·doi:10.1007/s10955-005-3022-4
[18] Györgyi,G。;莫洛尼,N.R。;Ozogány,K。;拉茨,Z。,物理学。E版,75(2007)·doi:10.1103/physreve.75.021123
[19] Burkhardt,T.W。;Györgyi,G。;莫洛尼,N.R。;拉茨,Z。,物理学。E版,76(2007)·doi:10.1103/physreve.76.041119
[20] 谢尔,G。;Majumdar,S.N.,物理。E版,73(2006)·doi:10.1103/physreve.73.056103
[21] 兰博,J。;Schehr,G.,J.Stat.机械。(2009) ·doi:10.1088/1742-5468/2009/09/p09004
[22] De Bruyne,B。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔,G.,J.Stat.Mech。(2021) ·Zbl 07400664号 ·doi:10.1088/1742-5468/ac150c
[23] 克拉皮夫斯基,P.L。;Majumdar,S.N.,物理。修订稿。,85, 5492 (2000) ·doi:10.1103/physrevlett.85.5492
[24] 马朱姆达尔,S.N。;克拉皮夫斯基,P.L.,Phys。E版,627735(2000)·doi:10.1103/physreve.62.7735
[25] 马朱姆达尔,S.N。;克拉皮夫斯基,P.L.,Phys。E版,65(2002)·doi:10.10103/千年收入.65.036127
[26] 马朱姆达尔,S.N。;Dean,D.S。;Krapivsky,P.L.,Pramana J.Phys。,64, 1175 (2005) ·doi:10.1007/bf02704178
[27] Gumbel,E.J.,《极端统计》(1958),纽约:哥伦比亚大学出版社,纽约·Zbl 0086.34401号
[28] Fisher,R.A。;Tippett,L.H C.,数学。程序。外倾角。菲尔·索克,24180(1928)·doi:10.1017/s030500410015681
[29] 格内登科,B.,Ann.Math。,44, 423 (1943) ·Zbl 0063.01643号 ·doi:10.2307/1968974
[30] Leadbetter,M.R。;林格伦,G。;Rootzén,H.,随机序列和过程的极值和相关性质(1982),纽约:Springer,纽约
[31] A.J.布雷。;马朱姆达尔,S.N。;Schehr,G.,高级物理。,62, 225 (2013) ·doi:10.1080/00018732.2013.803819
[32] Redner,S.,《首次通过过程指南》(2001),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0980.60006号
[33] 俄亥俄州贝尼丘。;Loverdo,C。;莫罗,M。;Voituriez,R.,修订版。物理。,83, 81 (2011) ·doi:10.103/修订版物理版.83.81
[34] Majumdar,S.N.,货币。科学。,89, 2076 (2005) ·doi:10.1142/9789812772718
[35] Majumdar,S.N.,Physica A,389,4299(2010)·Zbl 1225.60077号 ·doi:10.1016/j.physa.2010.01.021
[36] 奥扎达,F。;Simon,T.,《持久性概率和指数》(2015),纽约:Springer,纽约
[37] 杜桑,D。;Wilczek,F.,J.化学。物理。,78, 2642 (1983) ·doi:10.1063/1.445022
[38] 齐夫,R.M.,J.Stat.Phys。,65, 1217 (1991) ·Zbl 0946.82513号 ·doi:10.1007/bf01049608
[39] 马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A。;齐夫,R.M.,J.Stat.Phys。,122, 833 (2006) ·Zbl 1092.82035号 ·数字对象标识代码:10.1007/s10955-005-9002-x
[40] Ziff,R.M。;马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A.,J.物理学:康登斯。物质。,19 (2007) ·doi:10.1088/0953-8984/19/6/065102
[41] Ziff,R.M。;马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A.,J.化学。物理。,130 (2009) ·doi:10.1063/1.3137062
[42] Franke,J。;马朱姆达尔,S.N.,J.Stat.Mech。(2012) ·doi:10.1088/1742-5468/2012/05/p05024
[43] O.Benichou。;克拉皮夫斯基,P.L。;梅吉亚·莫纳斯特里奥,C。;Oshanin,G.,《物理学》。修订稿。,117 (2016) ·doi:10.1103/physrevlett.117.080601
[44] Bénichou,O。;克拉皮夫斯基,P.L。;梅吉亚·莫纳斯特里奥,C。;Oshanin,G.,J.物理学。A: 数学。理论。,49 (2016) ·Zbl 1346.62100号 ·doi:10.1088/1751-8113/49/33/335002
[45] 森喜朗,F。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔·G·物理。修订稿。,123 (2019) ·doi:10.1103/physrevlett.123.200201
[46] 森喜朗,F。;马朱姆达尔,S.N。;舍尔,G.,物理。E版,101(2020)·doi:10.1103/physreve.101.052111
[47] 森喜朗,F。;马久姆达尔,S.N。;谢尔,G.,欧罗普提斯。莱特。,135 (2021) ·doi:10.1209/0295-5075/ac19ee
[48] 谢尔,G。;Le Doussal,P.,J.Stat.机械。(2010) ·doi:10.1088/1742-5468/2010/01/p01009
[49] Lévy,P.,作曲。数学。,7, 283 (1940)
[50] Perret,A。;Comtet,A。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔·G·物理。修订稿。,111 (2013) ·doi:10.1103/physrevlett.1112.40601
[51] Perret,A。;Comtet,A.公司。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔,G.,J.Stat.Phys。,161, 1112 (2015) ·Zbl 1336.82007年 ·doi:10.1007/s10955-015-1377-8
[52] 马朱姆达尔,S.N。;Randon Furling,J。;科尼,M.J。;Yor,M.和J.Phys。A: 数学。理论。,41 (2008) ·Zbl 1195.82020年 ·doi:10.1088/1751-8113/41/36/365005
[53] Molchan,G.M.和Theor。普罗巴伯。申请。,44, 97 (2000) ·doi:10.1137/s0040585x97977379
[54] Delorme,M。;Wiese,K.J.,《物理学》。E版,94(2016)·doi:10.10103/physrev.94.012134
[55] 德洛姆,M。;Wiese,K.J.,《物理学》。E版,94(2016)·doi:10.1103/physreve.94.052105
[56] Delorme,M。;Wiese,K.J。;Rosso,A.和J.Phys。A: 数学。理论。,50, 16 (2017) ·Zbl 1367.60036号 ·doi:10.1088/1751-8121/aa5c98
[57] 萨杜,T。;Delorme,M。;Wiese,K.J.,《物理学》。修订稿。,120 (2018) ·doi:10.1103/physrevlett.120.040603
[58] 马朱姆达尔,S.N。;Rosso,A。;Zoia,A.,物理学。修订稿。,104 (2010) ·doi:10.1103/physrevlett.104.020602
[59] Malakar,K。;杰姆塞纳,V。;A.昆都。;维杰·库马尔,K。;Sabhapandit,S。;马朱姆达尔,S.N。;Redner,S。;Dhar,A.,J.统计力学。(2018) ·Zbl 1459.82182号 ·doi:10.1088/1742-5468/ab84f
[60] 森喜朗,F。;Le Doussal,P。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔·G·物理。修订稿。,124 (2020) ·doi:10.1103/physrevlett.124.090603
[61] 森喜朗,F。;Le Doussal,P。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔·G·物理。E版,102(2020)·doi:10.10103/physrev.102.042133
[62] De Bruyne,B。;马朱姆达尔,S.N。;谢尔,G.,J.Stat.Mech。(2021) ·Zbl 1489.82035号 ·doi:10.1088/1742-5468/abf5d5
[63] 格雷本科夫,D.S。;拉诺塞莱,Y。;马朱姆达尔,S.N.,J.Stat.Mech。(2017) ·Zbl 1457.82152号 ·doi:10.1088/1742-5468/aa8c11
[64] 马朱姆达尔,S.N。;森喜朗,F。;Schawe,H.等人。;谢尔·G·物理。E版,103(2021)·doi:10.1103/physreve.103.022135
[65] Letac,G.和J.Theor。概率。,6, 385 (1993) ·Zbl 0777.60067号 ·doi:10.1007/bf01047580
[66] Randon Furling,J。;马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A.,物理学。修订稿。,103 (2009) ·doi:10.1103/physrevlett.103.140602
[67] 马朱姆达尔,S.N。;Comtet,A。;Randon-Furling,J.,J.统计物理学。,138, 955 (2010) ·Zbl 1188.82024号 ·doi:10.1007/s10955-009-9905-z
[68] Schawe,H。;哈特曼,A.K。;Majumdar,S.N.,物理。E版,97(2018)·doi:10.1103/physreve.97.062159
[69] Schawe,H。;哈特曼,A.K。;Majumdar,S.N.,物理。修订版E,96(2017)·doi:10.10103/physrev.96.062101
[70] Kac,M.,杜克数学。J.,21501(1954年)·兹比尔0056.10201 ·doi:10.1215/s0012-7094-54-02149-3
[71] 斯皮策,F.,Trans。美国数学。《社会学杂志》,82,323(1956)·Zbl 0071.13003号 ·doi:10.1090/s0002-9947-1956-0079851-x
[72] 斯奈德,T.L。;斯蒂尔,J.M.,Proc。美国数学。《社会学杂志》,1171165(1993)·Zbl 0770.60011号 ·doi:10.1090/s0002-9939-1993-1169048-2
[73] Z.卡布卢奇科。;维索茨基,V。;Zaporozhets,D.,高级数学。,320, 595 (2017) ·Zbl 1377.52007年 ·doi:10.1016/j.aim.2017.09.002
[74] Z.卡布卢奇科。;维索茨基,V。;Zaporozhets博士,地理。功能。分析。,27, 880 (2017) ·Zbl 1373.52009年 ·doi:10.1007/s00039-017-0415-x
[75] 克劳森,G。;哈特曼,A.K。;Majumdar,S.N.,物理。E版,91(2015)·doi:10.10103/千年收入910.52104
[76] Chupeau,M。;俄亥俄州贝尼丘。;Majumdar,S.N.,物理。版本E,92(2015)·doi:10.1103/physreve.92.022145
[77] Chupeau,M。;俄亥俄州贝尼丘。;Majumdar,S.N.,物理。E版,91(2015)·doi:10.1103/physreve.91.050104
[78] 杜蒙泰尔,E。;马朱姆达尔,S.N。;罗索,A。;Zoia,A.,程序。美国国家科学院。科学。美国,1104239(2013)·doi:10.1073/pnas.1213237110
[79] Reymbaut,A。;马朱姆达尔,S.N。;Rosso,A.和J.Phys。A: 数学。理论。,44 (2011) ·Zbl 1227.82100号 ·doi:10.1088/1751-8113/44/41/415001
[80] Berg,H.C.,《生物学中的随机漫步》(1993),新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,新泽西普林斯顿
[81] Bartumeus,F。;大吕兹,M.G.E。;Viswanathan,G.M。;加泰罗尼亚·J·生态学,86,3078(2005)·doi:10.1890/04-1806
[82] 墨菲,D.D。;中午,B.R.,生态。申请。,2, 3 (1992) ·doi:10.2307/1941885
[83] 沃顿,B.J.,生物统计学,511206(1995)·兹比尔0875.62501 ·doi:10.2307/2533254
[84] Giuggioli,L。;波茨,J.R。;Harris,S.,公共科学图书馆计算。生物学,71008(2011)·doi:10.1371/journal.pcbi.1002008
[85] Cauchy,A.,《关于球场矫正和球场表面正交的Mémoire》(1832年),巴黎:高蒂尔·维拉斯,巴黎
[86] 辛格,A。;舒斯,Z。;霍尔克曼,D。;艾森伯格,R.S.,J.Stat.Phys。,122, 437 (2006) ·Zbl 1149.82335号 ·doi:10.1007/s10955-005-8026-6
[87] 辛格,A。;舒斯,Z。;霍尔克曼,D.,J.Stat.Phys。,122, 465 (2006) ·Zbl 1149.82333号 ·doi:10.1007/s10955-005-8027-5
[88] 辛格,A。;舒斯,Z。;霍尔克曼,D.,J.Stat.Phys。,122, 491 (2006) ·Zbl 1149.82334号 ·doi:10.1007/s10955-005-8028-4
[89] 舒斯,Z。;辛格,A。;Holcman,D.,程序。美国国家科学院。科学。,104, 16098 (2007) ·doi:10.1073/pnas.0706599104
[90] 俄亥俄州贝尼丘。;Voituriez,R.,物理学。修订稿。,100 (2008) ·doi:10.1103/physrevlett.100.168105
[91] 俄亥俄州贝尼丘。;骑士,C。;Klafter,J.等人。;梅耶,B。;Voiturez,R.,《自然化学》。,2, 472 (2010) ·doi:10.1038/nchem.622
[92] 梅耶,B。;骑士,C。;Voituriez,R。;O.贝尼丘,Phys。E版,83(2011)·doi:10.10103/千年收入813.051116
[93] 鲁普雷希特,J-F;俄亥俄州贝尼丘。;格雷本科夫,D.S。;Voiturez,R.,J.Stat.物理。,158, 192 (2015) ·Zbl 1317.82045号 ·doi:10.1007/s10955-014-1116-6
[94] Kolesov,G。;温德利希,Z。;莱科娃,O.N。;盖尔芬德,M.S。;米尔尼,洛杉矶,Proc。美国国家科学院。科学。,104, 13948 (2007) ·doi:10.1073/pnas.0700672104
[95] Graham,R.L.,《信息处理》。莱特。,1, 132 (1972) ·Zbl 0236.68013号 ·doi:10.1016/0020-0190(72)90045-2
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