对具有长度依赖局部幂指数的步长分布的莱维飞行的实验研究

《Physical Review E》：Experimental investigation of Lévy flights for step-length distributions with a length-dependent local power exponent

　　光在共振原子蒸汽中传播时进行Lévy飞行随机游走，其中罕见的长步长主导传输。与文献中通常假设的理想幂律步长分布不同，原子蒸汽中的实际分布具有局部Lévy指数α(?)，该指数随步长?平滑变化。此外，行走者在两个不同的步长分布之间交替，具体取决于每次散射事件是否发生原子碰撞。在这项工作中，我们通过实验研究了在这种非理想Lévy飞行中，从漫射透射测量中检索到哪个有效Lévy指数，以及两个分布之间的交替如何影响透射。通过对不同系统尺寸和原子密度下的密集铯蒸汽进行测量，我们表明测得的Lévy指数对应于在系统尺寸处评估的局部指数，即α_T=α(?=L)。令人惊讶的是，测量值与原子碰撞相关的步长分布一致，该分布具有更重的尾部，即使碰撞概率很小也是如此。对在两个Lévy样步长分布之间交替的行走者进行的蒙特卡洛模拟支持实验结果。我们的结果将Lévy飞行的研究扩展到一类非理想随机游走，具有长度相关的局部指数和交替的步长分布，这在其他真实物理系统中可能相关。