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2012 | OriginalPaper | Buchkapitel

Precise Asymptotics for the Parabolic Anderson Model with a Moving Catalyst or Trap

verfasst von : Adrian Schnitzler, Tilman Wolff

Erschienen in: Probability in Complex Physical Systems

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

We consider the solution \(u: [0,\infty ) \times{\mathbb{Z}}^{d} \rightarrow[0,\infty )\) to the parabolic Anderson model, where the potential is given by \((t,x)\mapsto \gamma {\delta }_{{Y }_{t}}\left (x\right )\) with Y a simple symmetric random walk on \({\mathbb{Z}}^{d}\). Depending on the parameter γ∈[−,), the potential is interpreted as a randomly moving catalyst or trap.
In the trap case, i.e., γ<0, we look at the annealed time asymptotics in terms of the first moment of u. Given a localized initial condition, we derive the asymptotic rate of decay to zero in dimensions 1 and 2 up to equivalence and characterize the limit in dimensions 3 and higher in terms of the Green’s function of a random walk. For a homogeneous initial condition, we give a characterisation of the limit in dimension 1 and show that the moments remain constant for all time in dimensions 2 and higher.
In the case of a moving catalyst (γ>0), we consider the solution u from the perspective of the catalyst, i.e., the expression u(t,Y t +x). Focusing on the cases where moments grow exponentially fast (that is, γ sufficiently large), we describe the moment asymptotics of the expression above up to equivalence. Here, it is crucial to prove the existence of a principal eigenfunction of the corresponding Hamilton operator. While this is well-established for the first moment, we have found an extension to higher moments.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Molchanov, S., Zhang, H.: Parabolic Anderson model with the long range basic Hamiltonian and Weibull type random potential. In: Deuschel, J.-D., Gentz, B., König, W., von Renesse, M.-K., Scheutzow, M., Schmock, U. (eds.) Probability in Complex Physical Systems, Springer Proceedings in Mathematics, Vol. 11. Springer, Heidelberg (2012) Molchanov, S., Zhang, H.: Parabolic Anderson model with the long range basic Hamiltonian and Weibull type random potential. In: Deuschel, J.-D., Gentz, B., König, W., von Renesse, M.-K., Scheutzow, M., Schmock, U. (eds.) Probability in Complex Physical Systems, Springer Proceedings in Mathematics, Vol. 11. Springer, Heidelberg (2012)
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Titel
Precise Asymptotics for the Parabolic Anderson Model with a Moving Catalyst or Trap
verfasst von
Adrian Schnitzler
Tilman Wolff
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-23811-6_4