Difusión anómala

La difusión anómala es un proceso de difusión que involucra una relación no lineal entre el desplazamiento cuadrático medio (MSD, por sus siglas en inglés) , σr2, y el tiempo, a diferencia de un proceso de difusión normal, en el cual el desplazamiento cuadrado es una función lineal del tiempo.

Físicamente σr2 puede considerarse la cantidad de espacio que la partícula ha "explorado" dentro del sistema.

Procesos de difusión anómala han sido medidos en física, química y biología.

La subdifusión se ha propuesto como una medida de hacinamiento macromolecular en el citoplasma.

durante un proceso anómalos, entonces[7]​ Claramente, el valor instantáneo del coeficiente aparente de difusión

La ecuación que describe difusión anómala es una ley de potencias.

En las leyes de potencias no existe una única constante temporal, como en todo proceso descrito por un decaimiento exponencial.

Es posible demostrar que un proceso de difusión anómala resulta en una ecuación fraccional[8]​ donde

La ecuación fracional muestra dos tipos de difusión anómala, una temporal y otra espacial.

[9]​ Mientras que movimientos como los saltos de Levy resultan en escpacio fraccional.

Estos son correlaciones de largo alcance[11]​ caminatas aleatorias de tiempo continuo (CTRW[12]​), el movimiento browniano fraccional (fBm),[13]​ difusión en fractales,[3]​[14]​ y la difusión en medios heterogéneos.

Recientemente, se ha descubierto el fenómeno de difusión anómala en múltiples sistemas biológicos, incluyendo átomos ultrafríos,[19]​ telómeros en el núcleo celular,[20]​ canales iónicos en la membrana plasmática,[21]​ partículas coloidales en el citoplasma[22]​[23]​ y soluciones micelares.