Modelling intermittent anomalous diffusion with switching fractional Brownian motion

分数布朗运动 物理 统计物理学 布朗运动 均方位移 扩散过程 路径积分公式 反常扩散 随机过程 光谱密度 流离失所(心理学) 代表(政治) 扩散 马尔可夫过程 几何布朗运动 经典力学 量子 数学 量子力学 统计 计算机科学 创新扩散 政治 知识管理 心理学 政治学 分子动力学 心理治疗师 法学
作者
Michał Balcerek,Agnieszka Wyłomańska,Krzysztof Burnecki,Ralf Metzler,Diego Krapf
出处
期刊:New Journal of Physics [IOP Publishing]
卷期号:25 (10): 103031-103031 被引量:22
标识
DOI:10.1088/1367-2630/ad00d7
摘要

Abstract The stochastic trajectories of molecules in living cells, as well as the dynamics in many other complex systems, often exhibit memory in their path over long periods of time. In addition, these systems can show dynamic heterogeneities due to which the motion changes along the trajectories. Such effects manifest themselves as spatiotemporal correlations. Despite the broad occurrence of heterogeneous complex systems in nature, their analysis is still quite poorly understood and tools to model them are largely missing. We contribute to tackling this problem by employing an integral representation of Mandelbrot’s fractional Brownian motion that is compliant with varying motion parameters while maintaining long memory. Two types of switching fractional Brownian motion are analysed, with transitions arising from a Markovian stochastic process and scale-free intermittent processes. We obtain simple formulas for classical statistics of the processes, namely the mean squared displacement and the power spectral density. Further, a method to identify switching fractional Brownian motion based on the distribution of displacements is described. A validation of the model is given for experimental measurements of the motion of quantum dots in the cytoplasm of live mammalian cells that were obtained by single-particle tracking.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Spud完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
Sylphiette完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
JQ发布了新的文献求助10
8秒前
dididi发布了新的文献求助10
9秒前
曾经的冰夏完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
无极微光应助宇文青寒采纳,获得20
12秒前
13秒前
勤劳冰枫发布了新的文献求助10
13秒前
许安完成签到,获得积分10
14秒前
TTTHANKS发布了新的文献求助10
14秒前
郭自同完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
YooPhD完成签到 ,获得积分10
17秒前
上官若男应助犹豫大树采纳,获得10
18秒前
18秒前
zxx5012发布了新的文献求助10
19秒前
勤劳冰枫完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
tjzbw完成签到,获得积分10
23秒前
阿耐迪克完成签到,获得积分0
23秒前
zc发布了新的文献求助10
24秒前
脑洞疼应助fengwanru采纳,获得10
25秒前
无极微光应助白华苍松采纳,获得20
25秒前
27秒前
28秒前
阿石创吃大餐完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
林易完成签到 ,获得积分10
32秒前
zc完成签到,获得积分10
33秒前
hmoo完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6400935
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8217994
关于积分的说明 17415496
捐赠科研通 5453898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882328
邀请新用户注册赠送积分活动 1858967
关于科研通互助平台的介绍 1700638