Perturbative field-theoretical analysis of three-species cyclic predator-prey models
Perturbative field-theoretical analysis of three-species cyclic predator-prey models
复制标题
三种物种循环捕食者-被捕食者模型的微扰场论分析
DOI：
10.1088/1751-8121/acd0e4
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yao L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yao L
我们将微扰 Doi-Peliti 场论分析应用于随机空间扩展对称石头剪刀布 (RPS) 和 May-Leonard (ML) 模型，其中三个物种周期性竞争。根据数值模拟，与两种 Lotka-Volterra 捕食者-猎物（LV）模型相比，这些周期性模型似乎受内在随机波动的影响较小。事实上，我们证明了机器学习模型的定性特征对内在反应噪声不敏感。相比之下，虽然尚未在数值模拟中观察到，但我们发现 RPS 模型在微扰状态下获得了显着的波动引起的重正化，类似于 LV 模型。我们还在稳定性分析的框架中研究了时空结构的形成，并为 RPS 系统中空间模式的缺失提供了明确的解释，而时空结构的自发出现在 LV 和 ML 模型中具有显着的特征。
We apply a perturbative Doi–Peliti field-theoretical analysis to the stochastic spatially extended symmetric Rock-paper-Scissors (RPS) and May–Leonard (ML) models, in which three species compete cyclically. Compared to the two-species Lotka–Volterra predator-prey (LV) model, according to numerical simulations, these cyclical models appear to be less affected by intrinsic stochastic fluctuations. Indeed, we demonstrate that the qualitative features of the ML model are insensitive to intrinsic reaction noise. In contrast, and although not yet observed in numerical simulations, we find that the RPS model acquires significant fluctuation-induced renormalizations in the perturbative regime, similar to the LV model. We also study the formation of spatio-temporal structures in the framework of stability analysis and provide a clearcut explanation for the absence of spatial patterns in the RPS system, whereas the spontaneous emergence of spatio-temporal structures features prominently in the LV and the ML models.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.8
作者：
S. Utida
通讯作者：
S. Utida
影响因子：
2.4
作者：
Butler, Thomas;Goldenfeld, Nigel
通讯作者：
Goldenfeld, Nigel
临界动力学的重正化场论
DOI：
--
发表时间：
1976
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Bausch;H. Janssen;H. Wagner
通讯作者：
H. Wagner
空间扩展 May-Leonard 模型的随机分析
DOI：
10.1088/1751-8121/aa87a8
发表时间：
2017
期刊：
Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical
影响因子：
--
作者：
Shannon R. Serrao;U. Täuber
通讯作者：
U. Täuber
DOI：
10.1103/physreve.85.051903
发表时间：
2010-01
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
Alexander Dobrinevski;Erwin Frey
通讯作者：
Alexander Dobrinevski;Erwin Frey