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Enregistrement W4291908381 · doi:10.1137/21m1455309

Classifying Minimum Energy States for Interacting Particles: Spherical Shells

2022· article· en· W4291908381 sur OpenAlexfundno aff
Cameron Davies, Tongseok Lim, Robert J. McCann

Notice bibliographique

RevueSIAM Journal on Applied Mathematics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueMathematical Biology Tumor Growth
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesDivision of Mathematical SciencesFields Institute for Research in Mathematical SciencesShanghaiTech UniversityUniversity of TorontoNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada Research Chairs
Mots-clésSimplexConvexityBETA (programming language)Range (aeronautics)Energy (signal processing)MathematicsCombinatoricsPhysicsSpherical shellMathematical analysisMathematical physicsShell (structure)Quantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Particles interacting through long-range attraction and short-range repulsion given by power-laws have been widely used to model physical and biological systems and to predict or explain many of the patterns they display. Apart from rare values of the attractive and repulsive exponents $(\alpha,\beta)$, the energy minimizing configurations of particles are not explicitly known, although simulations and local stability considerations have led to conjectures with strong evidence over a much wider region of parameters. For dimension $n\ge 2$ and for a segment $\beta=2<\alpha<4$ on the mildly repulsive frontier we employ strict convexity to conclude that the energy is uniquely minimized ($d_\infty$-locally, up to translation) by a spherical shell. If $n=1$ and $\beta=2<\alpha-1$, we prove that the spherical shell is (i) the unique global energy minimizer and (ii) the unique $d_\infty$-local energy minimizer in the class of even, compactly supported probability measures. In a companion work, we show that, in the mildly repulsive range $\alpha>\beta\ge2$, a unimodal threshold $2<\alpha_{\Delta^n}(\beta) \le \max\{\beta,4\}$ exists such that equidistribution of particles over a unit diameter regular $n$-simplex minimizes the energy if and only if $\alpha \ge \alpha_{\Delta^n}(\beta)$ (and minimizes uniquely up to rigid motions if strict inequality holds). For $n\ge 2,$ the point $(\alpha,\beta)=(2,4)$ separates these regimes. At this point we show the minimizers all lie on a sphere and are precisely characterized by sharing all first and second moments with the spherical shell. Although the minimizers need not be asymptotically stable, our approach establishes $d_\alpha$-Lyapunov nonlinear stability of the associated ($d_2$-gradient) aggregation dynamics near the minimizer in both of these adjacent regimes---without reference to linearization. The $L^\alpha$-Kantorovich--Rubinstein--Wasserstein distance $d_\alpha$ which quantifies stability is chosen to match the attraction exponent.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0030,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,054
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,259 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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