Диффузия и выход из полигональных каналов: экстремальные значения и геометрические эффекты

Аннотация

Полигональные биллиарды являются примером псевдохаотической динамики - сочетания интегрируемой эволюции и внезапных скачков из-за конических особых точек, которые возникают из углов многоугольников. Считается, что такое псевдохаотическое поведение, часто характеризующееся алгебраическим разделением близлежащих траекторий, связано с зависимостью переноса частиц от мелких деталей многоугольного стола.

Здесь я буду обсуждать это соотношение и статистику смещения в семействе многоугольных канальных биллиардов с параллельными стенками. Транспорт характеризуется сильной аномальной диффузией со среднеквадратичным смещением, которое масштабируется во времени быстрее, чем линейное, и с плотностью вероятности смещения, демонстрирующей экспоненциальные хвосты и баллистические фронты. В каналах конечной длины распределение времени первого прохода характеризуется толстыми хвостами, при этом среднее время первого прохода расходится, когда угол раскрытия является рациональным. Эти результаты имеют нетривиальные последствия для множества экспериментов.