実際には,二次元での実験が多いと思いますが,ここでは単純に一次元での場合を考えましょう.
モデルとしては,こちら,にあるように,
一回ごとにサイコロを振り,右か左かどちらかに移動する,という系を考えます.
このシミュレーション(モンテカルロ?)を行うと,以下のようなトレースを得ることができます.
ここで,重要なのは,
1ステップごとの時間間隔 : τ
1ステップの大きさ : δ
であり,
の関係があります.
一次元の拡散の式は,
ですので,上の関係式との関係は,δ2=<x2(t)>,t=τとなりますね.
つまり,
ある時間間隔τ(もしくはt)離れた2点の距離はどの程度か
というと言う問いかけになるわけです.
ここで重要なのは,
開始地点は何処でもいい
です,上の赤矢印にあるように,ある時間間隔,t,は基本的には何処でもいいのです.
ただ,それぞればらつきがありますので,たくさんの地点で計算して,二乗平均をとる必要があります.
じゃあ,どうやって,t,を決めたらいいの?という疑問がわくかもしれませんが,それは,
いろいろな間隔をとってプロットすればいい
というのが答えになります.
それが,ここ,にあるようなMSDプロットとなります.
この方向きが,2D(一次元の場合),となります.
では,具体的にはどのような手順を踏めばよいでしょう?