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Heterogeneous diffusion with stochastic resetting

  • We study a heterogeneous diffusion process (HDP) with position-dependent diffusion coefficient and Poissonian stochastic resetting. We find exact results for the mean squared displacement and the probability density function. The nonequilibrium steady state reached in the long time limit is studied. We also analyse the transition to the non-equilibrium steady state by finding the large deviation function. We found that similarly to the case of the normal diffusion process where the diffusion length grows like t (1/2) while the length scale xi(t) of the inner core region of the nonequilibrium steady state grows linearly with time t, in the HDP with diffusion length increasing like t ( p/2) the length scale xi(t) grows like t ( p ). The obtained results are verified by numerical solutions of the corresponding Langevin equation.

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Verfasserangaben:Trifce SandevORCiDGND, Viktor Domazetoski, Ljupco Kocarev, Ralf MetzlerORCiDGND, Aleksei ChechkinORCiDGND
DOI:https://doi.org/10.1088/1751-8121/ac491c
ISSN:1751-8113
ISSN:1751-8121
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):Journal of physics : A, Mathematical and theoretical
Verlag:IOP Publ. Ltd.
Verlagsort:Bristol
Publikationstyp:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:28.01.2022
Erscheinungsjahr:2022
Datum der Freischaltung:29.04.2024
Freies Schlagwort / Tag:Fokker-Planck equation; Langevin equation; heterogeneous diffusion; large deviation function; nonequilibrium stationary state; stochastic resetting
Band:55
Ausgabe:7
Aufsatznummer:074003
Seitenanzahl:26
Fördernde Institution:Alexander von Humboldt Foundation; Foundation for Polish Science; (Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, FNR) within an Alexander von Humboldt; Honorary Polish Research Scholarship; Polish National Agency for; Academic Exchange (NAWA); bilateral Macedonian-Chinese research project; [20-6333]; German Science Foundation (DFG) [ME 1535/12-1]
Organisationseinheiten:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Peer Review:Referiert
Lizenz (Deutsch):License LogoKeine öffentliche Lizenz: Unter Urheberrechtsschutz
Verstanden ✔
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