Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-37613
Titel: Transient Anomalous Diffusion in Run-and-Tumble Dynamics
VerfasserIn: Shaebani, M. Reza
Rieger, Heiko
Sprache: Englisch
Titel: Frontiers in Physics
Bandnummer: 7
Verlag/Plattform: Frontiers
Erscheinungsjahr: 2019
Freie Schlagwörter: anomalous diffusion
run-and-tumble
persistent random walk
active motion
transient dynamics
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: We study the stochastic dynamics of a particle with two distinct motility states. Each one is characterized by two parameters: one represents the average speed and the other represents the persistence quantifying the tendency to maintain the current direction of motion. We consider a run-and-tumble process, which is a combination of an active fast motility mode (persistent motion) and a passive slow mode (diffusion). Assuming stochastic transitions between the two motility states, we derive an analytical expression for the time evolution of the mean square displacement. The interplay of the key parameters and the initial conditions as for instance the probability of initially starting in the run or tumble state leads to a variety of transient regimes of anomalous transport on different time scales before approaching the asymptotic diffusive dynamics. We estimate the crossover time to the long-term diffusive regime and prove that the asymptotic diffusion constant is independent of initially starting in the run or tumble state.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.3389/fphy.2019.00120
URL der Erstveröffentlichung: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2019.00120/full
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-376133
hdl:20.500.11880/34026
http://dx.doi.org/10.22028/D291-37613
ISSN: 2296-424X
Datum des Eintrags: 14-Okt-2022
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Physik
Professur: NT - Prof. Dr. Heiko Rieger
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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