反常擴散

反常擴散

反常擴散(Anomalous diffusion)是一種與時間不成線性關係擴散過程。在典型的擴散中,粒子的平均位移平方(MSD),是時間的線星函數。最近,在幾種和其它生物系統中出現了反常擴散。在統計物理中,現有幾種解析反常擴薩的框架。

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反常擴散(Anomalous diffusion)是一種與時間不成線性關係的擴散過程。在典型擴散中,粒子的平均位移(MSD)a的平方是時間的線性函數。從物理上考慮,MSD可認為是系統內粒子“開拓”的空間量。常用a的平方-Dt的平方定律描述擴散過程:此處D是擴係數。t是消逝的時間。典型擴散時,a=1;如a>1,這稱為超擴散。它可是活動細胞輸送過程的結果。如a<1,則粒子進行次-擴散(sub-diffusion)。
文獻中描述物理過程(Scenarios)時,突出的在擁擠系統內,反常擴散已得到注意。例如,細胞內蛋白質的擴散,或通過有孔介質的擴散,次-擴散可作為在擠在細胞原生質cytoplasm)中宏觀分子的測量。
最近,在幾種系統中出現反常擴散。包括極冷原子,細胞原生質中的單粒子運動等。在其它生物系統中也發現反常擴散。包括心跳間隔和DNA的順序(sequence)。
反常擴散的類型:科學社會中有興趣的是;當某一反常擴散過程出現時,就要了解,什麽原因引起它發生。在統計物理中,現有幾種解析反常擴散的框架:連續-時間行走(continuos-time random walks);部分布朗運動fractional brownain motion)和部分拓樸擴散(diffusion on fractal topology)等。
參考文獻 "Anomalous diffusion" Wikipedia