Численное моделирование процессов захвата диффундирующих частиц на ловушки
Автор: Архинчеев В.Е., Хабитуев Б.В., Дерюгин Д.Ф., Мальцев С.П., Цыбиков А.С., Дониленко М.А.
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика @vestnik-bsu-maths
Рубрика: Математическое моделирование и обработка данных
Статья в выпуске: 3, 2023 года.
Бесплатный доступ
Процесс диффузии частиц в случайных средах изучается во многих работах. Несмотря на это, остаются не до конца изученными такие вопросы, как изменение характера диффузионных процессов в случайных средах, возможности фазовых переходов в электрических полях, а также асимптотическое поведение вероятности выживания диффундирующих частиц при захвате на ловушки. В связи с этим авторами проведена серия численных экспериментов для одномерного пространства (в виде числовой прямой). Авторами описаны и реализованы алгоритмы, моделирующие диффузию частиц для нескольких случаев: фиксированное и случайное размещение поглощающих ловушек. Для эмуляции «случайности» перемещения частиц использованы алгоритмы псевдослучайной генерации. В работе описаны алгоритмы, методика проведения экспериментов и результаты экспериментов. Полученные результаты в целом подтверждают теоретические выкладки, при этом были обнаружены новые закономерности захвата ловушек.
Диффузия частиц, случайные процессы, численное моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/148326992
IDR: 148326992 | УДК: 004.94 | DOI: 10.18101/2304-5728-2023-3-99-111
Numerical simulation of the capture processes into traps for diffusing particles
The process of particle diffusion in random medium has been studied in many works. However, despite this, issues such as the change in the nature of diffusion processes in random medium, the possibility of phase transitions in electric fields, and the asymptotic behavior of the survival probability of diffusing particles when captured by traps remain not fully understood. In this regard, the authors carried out a series of numerical experiments for a one-dimensional space (in the form of a real axis). The authors describe and implement algorithms that simulate particle diffusion for several cases: fixed and random placement of absorbing traps. Pseudo-random generation algorithms were used to emulate the “randomness” of particle movement. The paper describes the algorithms, the methodology for conducting experiments and the results of the experiments. On the whole, the obtained results confirm the theoretical computations, and new regularities of catching were found.
Список литературы Численное моделирование процессов захвата диффундирующих частиц на ловушки
- Montrol E. W., Weiss G. H. Random Walks on Lattices // Journal of Mathematical Physics. 1965. V. 6. P. 167-175.
- Архинчеев В. Е. Временная зависимость вероятности выживания диффундирующих частиц в многомерных средах с поглощающими ловушками в электрических полях // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2020. Т. 157, № 1. С. 97-100.
- Рязанов Г. В. Случайные блуждания на плоской решетке с ловушками // Теоретическая и математическая физика. 1972. Т. 10. С. 271-277.
- Лифшиц И. М. О структуре энергетического спектра и квантовых состояниях неупорядоченных конденсированных систем // Успехи физических наук. 1964. Т. 83. С. 617-663.
- Балагуров Б. Я., Вакс В. Г. Теория диффузных фазовых переходов // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1973. Т. 65. C. 1600-1604.
- Балагуров Б. Я., Вакс В. Г. Случайные блуждания частицы по решеткам с ловушками // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1973. Т. 65. C. 1939-1943.
- Архинчеев В. Е. Скэйлинг в проблеме захвата диффундирующих частиц на поглощающие ловушки в электрическом поле // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2019. Т. 155, № 1. С. 184-188.
- Архинчеев В. Е. О влиянии магнитного поля на захват диффундирующих частиц на поглощающие ловушки // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2019. Т. 155, № 3. С. 562-566.
