当前位置:
X-MOL 学术
›
Phys. Rev. E
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Condensation transition in the late-time position of a run-and-tumble particle
Physical Review E ( IF 2.4 ) Pub Date : 2021-06-21 , DOI: 10.1103/physreve.103.062134 Francesco Mori 1 , Pierre Le Doussal 2 , Satya N Majumdar 1 , Grégory Schehr 3
Physical Review E ( IF 2.4 ) Pub Date : 2021-06-21 , DOI: 10.1103/physreve.103.062134 Francesco Mori 1 , Pierre Le Doussal 2 , Satya N Majumdar 1 , Grégory Schehr 3
Affiliation
We study the position distribution of a run-and-tumble particle (RTP) in arbitrary dimension , after runs. We assume that the constant speed of the particle during each running phase is independently drawn from a probability distribution and that the direction of the particle is chosen isotropically after each tumbling. The position distribution is clearly isotropic, where . We show that, under certain conditions on and and for large , a condensation transition occurs at some critical value of located in the large-deviation regime of . For (subcritical fluid phase), all runs are roughly of the same size in a typical trajectory. In contrast, an RTP trajectory with is typically dominated by a “condensate,” i.e., a large single run that subsumes a finite fraction of the total displacement (supercritical condensed phase). Focusing on the family of speed distributions , parametrized by , we show that, for large , and we compute exactly the rate function for any and . We show that the transition manifests itself as a singularity of this rate function at and that its order depends continuously on and . We also compute the distribution of the condensate size for . Finally, we study the model when the total duration of the RTP, instead of the total number of runs, is fixed. Our analytical predictions are confirmed by numerical simulations, performed using a constrained Markov chain Monte Carlo technique, with precision .
中文翻译:
滚动粒子后期位置的凝聚转变
我们研究位置分布 任意维度的滚动粒子 (RTP) , 后 运行。我们假设匀速 粒子在每个运行阶段的概率分布独立绘制 并且在每次翻滚后粒子的方向都是各向同性的。位置分布明显各向同性, 在哪里 . 我们证明,在特定条件下 和 而对于大 ,凝结转变发生在某个临界值 位于大偏差范围内 . 为了(亚临界流体相),所有运行在典型轨迹中的大小大致相同。相比之下,RTP 轨迹具有通常由“凝析油”支配,即包含有限部分总排量(超临界凝相)的大型单次运行。专注于速度分布系列, 参数化为 ,我们证明,对于大 ,我们精确地计算速率函数 对于任何 和 . 我们表明,转变表现为该速率函数的奇点 并且它的顺序持续依赖于 和 . 我们还计算了冷凝水尺寸的分布. 最后,我们研究模型,当总持续时间RTP 的数量,而不是运行的总数,是固定的。我们的分析预测得到了数值模拟的证实,使用受约束的马尔可夫链蒙特卡洛技术执行,精确.
更新日期:2021-06-21
中文翻译:
滚动粒子后期位置的凝聚转变
我们研究位置分布 任意维度的滚动粒子 (RTP) , 后 运行。我们假设匀速 粒子在每个运行阶段的概率分布独立绘制 并且在每次翻滚后粒子的方向都是各向同性的。位置分布明显各向同性, 在哪里 . 我们证明,在特定条件下 和 而对于大 ,凝结转变发生在某个临界值 位于大偏差范围内 . 为了(亚临界流体相),所有运行在典型轨迹中的大小大致相同。相比之下,RTP 轨迹具有通常由“凝析油”支配,即包含有限部分总排量(超临界凝相)的大型单次运行。专注于速度分布系列, 参数化为 ,我们证明,对于大 ,我们精确地计算速率函数 对于任何 和 . 我们表明,转变表现为该速率函数的奇点 并且它的顺序持续依赖于 和 . 我们还计算了冷凝水尺寸的分布. 最后,我们研究模型,当总持续时间RTP 的数量,而不是运行的总数,是固定的。我们的分析预测得到了数值模拟的证实,使用受约束的马尔可夫链蒙特卡洛技术执行,精确.