НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Стационарные характеристики движения инерционной активной броуновской частицы в гармонической ловушке

СПИСОК АВТОРОВ:
Ваулина О.С., Лисина И.И., Лисин Е.А.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Ваулина Ольга Станиславовна, Лисина Ирина Игоревна, Лисин Евгений Александрович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2023212

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
16 ноября 2023 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
10

ГОД:
2023

СТРАНИЦЫ:
20-23

РУБРИКА:
Низкотемпературная плазма

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
активное броуновское движение, модель Орнштейна–Уленбека, инерционное движение, движение активной частицы в ловушке, среднеквадратичная скорость, среднеквадратичное смещение

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 533.9, ГРНТИ 29.17.01, ГРНТИ 29.03.77, ВАК 01.04.07; 01.04.14

АННОТАЦИЯ:
С помощью численного моделирования впервые исследуется совместное влияние гармонической ловушки и вращательной инерции на движение активной броуновской частицы типа однородного шара. Путем аппроксимации численных данных предложены поправки к модели активной частицы Орнштейна–Уленбека, позволяющие вычислять стационарные значения статистических характеристик (таких как средние квадраты скорости и смещения) активной броуновской частицы в ловушке с учетом ее поступательной и вращательной инерции. Мы показали, что когда частота ловушки и коэффициент трения частицы достаточно велики, инерция вращения существенно влияет только на среднеквадратичную скорость и слабо влияет на среднеквадратичное смещение частицы.

TITLE:
Stationary characteristics of an inertial active Brownian particle motion in a harmonic trap

AUTHORS:
Vaulina O.S., Lisina I.I., Lisin E.A.

KEYWORDS:
active Brownian motion, Ornstein–Uhlenbeck model, inertial motion, motion of an active particle in a trap, RMS velocity, RMS displacement

ABSTRACT:
We introduce here a new theoretical investigation of the combined effect of harmonic trap and rotational inertia on active Brownian motion of the homogeneous ball type particle using a numerical simulation. Approximating numerical data we propose corrections to the active Ornstein–Uhlenbeck particle model. The corrected model allows to calculate stationary values of statistical characteristics (such as the mean squares of velocity and displacement) of the active Brownian particle taking into account its translational and rotational inertia. We have shown that when the trap frequency and the friction coefficient of the particle are sufficiently large, rotational inertia significantly affects only the mean square velocity, and weakly influences on the mean square displacement of the particle.