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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Collisional Relaxation and Dynamical Scaling in Multiparticle Collisions Dynamics

verfasst von : Stefano Lepri, Hugo Bufferand, Guido Ciraolo, Pierfrancesco Di Cintio, Philippe Ghendrih, Roberto Livi

Erschienen in: Stochastic Dynamics Out of Equilibrium

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

We present the Multi-Particle-Collision (MPC) dynamics approach to simulate properties of low-dimensional systems. In particular, we illustrate the method for a simple model: a one-dimensional gas of point particles interacting through stochastic collisions and admitting three conservation laws (density, momentum and energy). Motivated from problems in fusion plasma physics, we consider an energy-dependent collision rate that accounts for the lower collisionality of high-energy particles. We study two problems: (i) the collisional relaxation to equilibrium starting from an off-equilibrium state and (ii) the anomalous dynamical scaling of equilibrium time-dependent correlation functions. For problem (i), we demonstrate the existence of long-lived population of suprathermal particles that propagate ballistically over a quasi-thermalized background. For (ii) we compare simulations with the predictions of nonlinear fluctuating hydrodynamics for the structure factors of density fluctuations. Scaling analysis confirms the prediction that such model belong to the Kardar-Parisi-Zhang universality class.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Collisional Relaxation and Dynamical Scaling in Multiparticle Collisions Dynamics
verfasst von
Stefano Lepri
Hugo Bufferand
Guido Ciraolo
Pierfrancesco Di Cintio
Philippe Ghendrih
Roberto Livi
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-15096-9_10