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自避行走连接常数


随机游走d 维超立方晶格上从原点出发,在 n 步内从不落在同一个晶格点上的数量记为 c_d(n)。前几个值为

c_d(0)=1
(1)
c_d(1)=2d
(2)
c_d(2)=2d(2d-1).
(3)

一般来说,

 d^n<=c_d(n)<=2d(2d-1)^(n-1)
(4)

(Pönitz 和 Tittman 2000),更严格的界限由 Madras 和 Slade (1993) 给出。Conway 和 Guttmann (1996) 枚举了长度达 51 的游走。

在任何晶格上,将自避行走分成两段会产生两个自避行走,但连接两个自避行走不一定保持自避性质。令 c(n)=c_d(n) 表示在 d 维度晶格中,n 步的自避行走的数量。那么上述观察告诉我们 c(m+n)<=c(m)c(n),且 Fekete 引理表明

 mu_d=lim_(n->infty)[c_d(n)]^(1/n),
(5)

称为晶格的连接常数,存在且是有限的。这些常数的最佳范围是

mu_2 in [2.62002,2.679192495]
(6)
mu_3 in [4.572140,4.7476]
(7)
mu_4 in [6.742945,6.8179]
(8)
mu_5 in [8.828529,8.8602]
(9)
mu_6 in [10.874038,10.8886]
(10)

(Beyer 和 Wells 1972,Noonan 1998,Finch 2003)。mu_2 的上限改进了 Noonan (1998) 发现的 2.6939,由 Pönitz 和 Tittman (2000) 计算得出。

对于平面上的三角晶格,mu<4.278 (Alm 1993),对于六边形平面晶格,据推测为

 mu=sqrt(2+sqrt(2)),
(11)

(Madras 和 Slade 1993)。

以下极限也被认为存在且是有限

 {lim_(n->infty)(c(n))/(mu^nn^(gamma-1))   for d!=4; lim_(n->infty)(c(n))/(mu^nn^(gamma-1)(lnn)^(1/4))   for d=4,
(12)

其中对于 d>4 临界指数 gamma=1 (Madras 和 Slade 1993),并且据推测

 gamma={(43)/(32)   for d=2; 1.162...   for d=3; 1   for d=4.
(13)

定义所有 n 步自避行走 omega 的均方位移为

s(n)=<|omega(n)|^2>
(14)
=1/(c(n))sum_(omega)|omega(n)|^2.
(15)

以下极限被认为存在且是有限

 {lim_(n->infty)(s(n))/(n^(2nu))   for d!=4; lim_(n->infty)(s(n))/(n^(2nu)(lnn)^(1/4))   for d=4,
(16)

其中对于 d>4 临界指数 nu=1/2 (Madras 和 Slade 1993),并且据推测

 nu={3/4   for d=2; 0.59...   for d=3; 1/2   for d=4.
(17)

另请参阅

随机游走, 自避行走

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Alm, S. E. "自避行走连接常数的上限。" Combin. Probab. Comput. 2, 115-136, 1993.Beyer, W. A. 和 Wells, M. B. "方格晶格上自避行走连接常数的下限。" J. Combin. Th. A 13, 176-182, 1972.Conway, A. R. 和 Guttmann, A. J. "方格晶格自避行走和标度修正。" Phys. Rev. Lett. 77, 5284-5287, 1996.Finch, S. R. "自避行走常数。" §5.10 in 数学常数。 英国剑桥:剑桥大学出版社,pp. 331-339, 2003.Madras, N. 和 Slade, G. 自避行走。 马萨诸塞州波士顿:Birkhäuser, 1993.Noonan, J. "自避行走连接常数的新上限。" J. Stat. Phys. 91, 871-888, 1998.Pönitz, A. 和 Tittman, P. "Z^d 中自避行走的改进上限。" Electronic J. Combinatorics 7, No. 1, R21, 1-19, 2000. http://www.combinatorics.org/Volume_7/Abstracts/v7i1r21.html.

在 Wolfram|Alpha 上引用

自避行走连接常数

请引用为

Weisstein, Eric W. "自避行走连接常数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Self-AvoidingWalkConnectiveConstant.html

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