Large deviations and optimal control forces for hard particles in one dimension
Large deviations and optimal control forces for hard particles in one dimension
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一维硬颗粒的大偏差和最佳控制力
DOI：
10.1088/1742-5468/ab4801
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Dolezal J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dolezal J
我们分析了一维扩散硬粒子系统中动力学活动的大偏差。利用大偏差问题的最优控制表示，我们分析了可以添加到系统中的有效相互作用力，以帮助对有偏差的轨迹集合进行采样。我们发现了几个不同的制度，作为活动和系统规模的函数：我们提出了近似的分析计算，描述了这些制度中几个有效相互作用的特征。对于高活度，系统是超均匀的，相互作用是远程的和排斥的。对于低活度，存在由宏观波动理论描述的接近平衡状态，其特征是长期吸引力。还有一种远离平衡的状态，其中一个粒子间隙变成宏观的，相互作用强烈地依赖于这个间隙的大小。我们讨论了通过添加适当的控制力来改善这些集成的过渡路径采样的程度。
We analyse large deviations of the dynamical activity in one-dimensional systems of diffusing hard particles. Using an optimal-control representation of the large-deviation problem, we analyse effective interaction forces which can be added to the system, to aid sampling of biased ensembles of trajectories. We find several distinct regimes, as a function of the activity and the system size: we present approximate analytical calculations that characterise the effective interactions in several of these regimes. For high activity the system is hyperuniform and the interactions are long-ranged and repulsive. For low activity, there is a near-equilibrium regime described by macroscopic fluctuation theory, characterised by long-ranged attractive forces. There is also a far-from-equilibrium regime in which one of the interparticle gaps becomes macroscopic and the interactions depend strongly on the size of this gap. We discuss the extent to which transition path sampling of these ensembles is improved by adding suitable control forces.
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