Chiral Active Matter
手性活性物质包括能够自推进和自旋转的颗粒。例子从精子细胞和细菌壁附近的不对称胶体和豌豆形的昆克辊。在这篇文章中，我们集中在手性活性物质的最新进展。在简单讨论了单粒子水平上的手征主动运动后，我们讨论了从旋转微群的涡旋阵列和图案到具有不寻常流变特性的状态的集体现象。
2022-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Collective states of active matter with stochastic reversals: emergent chiral states and spontaneous current switching
研究了具有拓扑相互作用和方向反转的活性粒子的集体动力学行为。令人惊讶的现象显示出现的相互作用弛豫时间是不同的相对于反转率，如自发形成的集体手征态由于相位同步，集体方向反转的存在下的限制。这些结果对模拟和理解活性物质中的集体反转和同步现象有直接的关系。
2022-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective forces in scalar active matter
许多粒子悬浮液中的大尺度集体行为，可以从直接微观粒子相互作用之外出现的统计力的平衡来理解。在这里，我们回顾了一些方面的集体力量，可以出现在悬浮液中的自推进的活性布朗粒子：限制下的壁力，界面力，并在浸没机构介导的悬浮液的力量。即使对于非对齐的活性颗粒，这些力也与由壁和主体引起的颗粒取向的非均匀极化或非均匀密度分布密切相关。最后，我们指出了未来的方向和有前途的领域，集体力量的应用在合成活性物质，以及它们在生活中的作用活性物质。
2020-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Irreversibility in active matter: General framework for active Ornstein-Uhlenbeck particles
活性物质系统通过将能量转化为单个组分水平上的局部定向运动而被驱离平衡。在最小描述的精神下，活性物质通常由所谓的活性奥恩斯坦-乌伦贝克粒子（AOUP）来建模，这是被动布朗运动的延伸，其中活性由具有简单统计特性的额外波动非平衡“力”（奥恩斯坦-乌伦贝克过程）表示。虽然在被动布朗运动中，沿着轨迹的熵产生与不可逆性有关，即观察某个粒子在时间上向前的轨迹与观察其时间反向的孪生轨迹的概率的对数比，但对于活性物质，这些概念之间的联系不太清楚。因此，它是至关重要的，以提供明确的表达式的不可逆性的活动粒子轨迹的基础上可测量的量单独的，如粒子的位置。在本技术说明中，我们根据路径概率比（前向路径与后向路径）推导出AOUP不可逆性的一般表达式，通过允许任意初始粒子分布和主动驱动状态，扩展了[PRX 9，021009（2019）]的最新结果。
2020-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Various phases of active matter emerging from bacteria and their implications
The University of Tokyo（东京大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本文探讨细菌群体作为活性物质模型系统，分析其不同相态及对物理和生物学的启示，重点介绍活性气体、液体、玻璃和液晶态，并讨论未来研究方向。
2026-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Non-Gaussian noise without memory in active matter
对单个活性粒子的动力学建模总是涉及到各向同性的噪声自推进分量，其形式是奔跑和翻滚运动或围绕它的变化。这种非平衡噪声源既不是白噪声--也不是高斯噪声--也不是持久噪声。虽然新兴的集体行为在活性物质迄今已被归因于持久的成分，我们专注于非高斯成分的自我推进。我们表明，通过本身，这是没有调用任何记忆效应，它是能够产生粒子的积累接近边界和有效的吸引力，否则排斥粒子，一般导致运动诱导的相分离的机制，在活性物质。
2018-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An Introduction to Modeling Approaches of Active Matter
这篇文章是基于玛丽居里培训学校的讲义“活性物质数值方法的初步培训“。它提供了活性物质建模方法的介绍性概述，主要针对第一次遇到这些方法的博士生（或其他读者）。这篇文章的目的是帮助人们正确地看待所描述的建模方法。
2021-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Comment on "Entropy Production and Fluctuation Theorems for Active Matter"
这是对D. Mandal，K. Kandyko和M. R. DeWeese出版为Phys. Rev. Lett。119，258001（2017）。
2018-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
What exactly is 'active matter'?
本文针对活性物质研究快速发展但定义模糊的问题，梳理了其认知演变，探讨了能涵盖各类活性系统且区别于其他受驱系统的定义，还讨论了活性场论的定义，指出需基于粗粒化视角统一术语用法。
2025-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Active Matter Transport and Jamming on Disordered Landscapes
我们用数值方法研究了由固定障碍物组成的随机无序景观上的漂移力驱动的主动奔跑翻滚粒子的运输。对于增加的运行长度，净颗粒传输最初增加之前达到最大值，并在较大的运行长度下降。传输减少与簇或活晶体状态的形成有关，这些状态被障碍物局部堵塞或阻塞。我们还发现，该系统动态堵塞在较低的颗粒密度时，运行长度增加。我们的研究结果表明，有一个最佳的活性水平，活性物质运输通过淬火无序，并可能是重要的理解在复杂环境中的生物运输或应用程序的活性物质颗粒在随机介质中。
2014-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dry, aligning, dilute, active matter: A synthetic and self-contained overview
这些笔记是基于暑期学校期间给出的讲座“活性物质和非平衡统计物理”，在2018年9月在Les Houches举行。干燥、排列、稀释、活性物质（DADAM）及其许多形容词，指的是活性物质研究的多维、快速增长领域的一个角落。然而，这个角落对整个领域具有历史和理论上的重要性。这些讲义首先描述了DADAM的特殊地位。然后，我们提供了一个综合和连贯的方式，我们目前的知识DADAM的概述。这构成了这些笔记的大部分。为了方便起见，我们首先描述了简单的活性粒子模型的基本DADAM类的现象，限制自己的两个空间维度，其中大部分工作已经完成。然后，我们讨论了连续流体力学理论推导出这些模型使用Boltzmann-Ginzburg-Landau方法。我们特别表明，他们在很大程度上是忠实于微观水平，虽然定性。在结论中，我们回到节点的情况下，DADAM内活性物质的研究，并提供了如何可以扩展DADAM知识到各个方向的观点，接近更现实，更复杂的情况下，在一个可控的方式。
2019-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active matter under control: Insights from response theory
本文结合随机热力学与非平衡响应理论，提出并实现了一个多功能框架，用于在任意远离平衡条件下寻找连续或离散态活性系统的热力学最优控制，为设计以最小耗散切换状态的新型活性材料奠定基础。
2024-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ratchet Effects in Active Matter Systems
棘轮效应可能会出现单个或集体相互作用的布朗粒子在不对称基板上时，净直流运输是由外部施加的交流驱动力或周期性闪烁的基板。最近，通过使用活性物质已经实现了一类新的主动棘轮系统，所述主动棘轮系统是可以是生物或非生物性质的自推进单元。当活性材料如游动细菌与不对称基底相互作用时，即使没有外部驱动，也可以产生净直流定向运动，从而打开了大量的可能性，如分选，货物运输或微机械构造。我们回顾了目前的状况，活性物质棘轮游动细菌，细胞，活性胶体，和群集模型，重点是粒子-基质相互作用的作用。我们描述棘轮逆转集体效应和使用主动棘轮运输被动粒子。我们讨论了未来的发展方向，包括变形基板或粒子，不同的游泳模式的作用，不同的粒子-粒子相互作用，和非耗散效应。
2016-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Synthetic Quorum Sensing and Absorbing Phase Transitions in Colloidal Active Matter
University of Geneva（日内瓦大学）；Université Paris Cité, MSC, UMR 7057 CNRS（巴黎西岱大学，分子科学与工程实验室，CNRS联合研究单位7057）；Radboud University（拉德堡德大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究设计了能响应拥挤调节活性的胶体活性杆，实现合成群体感应，并通过实验、模拟和理论揭示其可导致吸收相变或非典型相分离，为自适应活性物质提供普适见解。
2025-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and Memory Control Self-Diffusion in Active Matter
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究揭示了活性物质中自扩散的微观机制，通过碰撞力和时间相关性建立了自扩散系数的精确表达式，阐明了碰撞记忆的耗散作用。
2026-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inclusions, Boundaries and Disorder in Scalar Active Matter
本文综述干性标量活性物质与边界、内含物、示踪粒子及无序势的相互作用，从力学压力、示踪动力学和长程密度调制等角度阐明环境对相分离等行为的显著影响。
2023-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on Ihle, "Towards a quantitative kinetic theory of polar active matter"
对T. Ihle，arXiv：1401.8056.
2014-04-15 cond-mat.soft
Hydrodynamics of Active Lévy Matter
集体运动通常在活性流体的框架内建模，其中组成活性颗粒，当与其他颗粒的相互作用被关闭时，长时间进行正常扩散。然而，在生物学中，单粒子超扩散和胖尾位移统计也很普遍。表现出这种异常扩散动力学的相互作用系统的集体性质，我们称之为活性Lévy物质，不能被当前的活性流体理论所捕获。在这里，我们制定了一个流体动力学理论的活性Lévy物质的粗粒化的微观模型对齐极性活性粒子，执行超扩散类似于Lévy航班。应用线性稳定性分析的流体动力学方程在集体运动的发病，我们发现，在其传统的对应，有序无序过渡可以成为关键。然后，我们估计相应的临界指数的有限尺寸标度分析的数值模拟。我们的工作突出了活性物质中的新颖物理学，它集成了异常扩散运动和粒子间相互作用。
2020-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A unified theory of emergent equilibrium phenomena in active and passive matter
最近对活性物质理论的尝试利用了流体力学、动力学理论和非平衡统计物理学的概念和方法。然而，这些方法似乎通常没有认识到某些活性物质（特别是生物物质）的关键特征，即目的的作用，以及自然伴随的追求最大效用的概念，我们认为这是活性物质和被动物质之间的关键区别。在这里，我们介绍了一种新的博弈论框架，统计目的动力学，明确说明了这一特点，并显示它如何可以与传统的统计力学相结合，开发一个统一的理论套利均衡的主动和被动的问题。我们提出了一个自我实现能力的光谱，从没有到完全的战略决策，并设想了各种各样的例子，活性物质系统占据这个光谱中的某个地方。我们展示了统计目的动力学如何在自我实现为零的极限中还原为统计力学中常见的结果。在另一个极端，在经济环境中，它提供了关于理想自由市场社会中收入分配及其公平性的新见解。作为这些限制之间的代理商的例子，我们展示了我们的理论如何预测活跃的布朗粒子的行为，蚂蚁坑的出现，以及社会隔离动态中的相平衡。我们认为，我们的理论提供了一个新的系统理论的角度来看，紧急现象，可以作为一个更全面的理论设计，控制和优化，通过自组织的起点。
2022-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phototactic cyanobacteria as an active matter system
鸟群、鱼群、马达和细胞骨架细丝的混合物、游动细菌和被驱动的颗粒介质是表现出集体行为的相互作用的能动单元的系统。这些都可以被描述为活性物质系统，因为每个单独的单元从内部能量库获取能量，并将其转换为对环境的工作。我们回顾了蓝藻趋光性模型，强调从其他模型的集体行为在活性物质系统的差异。在趋光性过程中，单个细胞之间的相互作用由机械力主导，机械力由它们通过IV型菌毛（T4P）的物理附着和通过产生“粘液”介导，粘液是由细胞沉积的不可扩散的多糖的复杂混合物，其作用是局部减少摩擦。特别是黏液，它为这种互动增加了一种在空间上是局部的，但在时间上是非局部的成分，也许最能与蚂蚁留下的信息素相媲美。我们的研究结果表明，细菌之间的相互作用的时间延迟的组成部分有资格作为一种新的活性系统，我们称之为“潮湿”的活性物质的描述。
2022-03-29 cond-mat.soft q-bio.CB
Hydrodynamics of thermal active matter
Institute for Theoretical Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）；Dutch Institute for Emergent Phenomena（荷兰涌现现象研究所）；Institute for Advanced Study, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学高等研究院）；Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所尼尔斯·玻尔国际学院）
本文利用Schwinger-Keldysh有效场论建立热活性物质的流体动力学框架，揭示活性贡献源于时间平移对称性破缺，并推导了活性超流体和向列相的有效作用量与输运系数。
2025-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
The Mechanics and Statistics of Active Matter
活性粒子包含内部自由度，具有吸收和耗散能量的能力，并在此过程中执行系统运动。例子包括所有活的有机体和它们的能动成分，如分子马达。本文综述了应用非平衡态统计力学和流体力学原理，形成一个系统的理论的行为的集合的活性粒子-活性物质-只有最小的考虑微观细节的最新进展。一个统一的看法，许多种活性物质，不仅包括生活系统，但无生命的类似物。理论和实验并排讨论。
2010-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Thermodynamic Geometric Control of Active Matter
本研究将热力学几何拓展至活性物质系统，提出最小化非平衡驱动能量成本的几何框架，发现活性系统最优输运速度与自推进速度一致，并通过主动单温热机优化验证了方法有效性。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unifying hydrodynamic theory for motility-regulated active matter: from single particles to interacting polymers
University of Geneva（日内瓦大学）
研究如何微观运动性影响集体行为，提出统一的流体力学理论，揭示了由群体感应调控的活性聚合物中新的运动性诱导相分离形式，即反MIPS。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A direct link between active matter and sheared granular systems
近年来，人们注意到致密活性物质和剪切非晶态固体在机械性能上的相似性，但没有对潜在的机理进行严格的研究。我们开发了一个平均场模型，预测它们的临界行为在无限维中应该是等效的，直到一个重新缩放因子，该因子取决于所施加的场的相关长度。我们测试这些预测在二维使用一个新的数值协议，称为“非热准静态随机位移”，并发现这些平均场的预测是令人惊讶的准确在低维。我们确定了一个一般类的扰动，顺利插入之间的不相关的本地化的力量，发生在高持久性的限制密集的活性物质，和系统跨越相关的位移下发生的剪切。这些结果提出了一个通用的框架，预测流动，变形和失效的活性和剪切无序材料。
2021-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Taming Polar Active Matter with Moving Substrates: Directed Transport and Counterpropagating Macrobands
在使用活性颗粒作为靶向货物载体的目标之后，例如，目的在于向癌细胞递送药物，寻求用外部场控制单个活性颗粒是活性物质中最探索的主题之一。在这里，我们提供了一个计划，允许控制集体行为的活性物质，集中在波动带模式自然发生，例如在Vicsek模型。我们发现，暴露这些图案的行波势驯服他们，但在一个显着的非平凡的方式：乐队，最初针的潜力和comove与它，在随后的碰撞，自组织成一个宏带，具有可预测的运输对运动的方向的旅行潜力。我们的研究结果提供了一种途径，同时控制运输和结构，即微观与宏观相分离，在极性活性物质。
2018-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Spatial Structures and Giant Number Fluctuations in Models of Active Matter
在活性物质系统中，有序态的大尺度涨落通常通过研究任何有限体积中粒子的“巨数涨落”来表征，与中心极限定理的期望相比。然而，在有序系统中，密度有序的波动往往被捕获通过其结构函数偏离Porod定律。本文研究了不同模型的活性物质以及其它非平衡系统的巨数涨落与结构函数之间的关系。一个统一的画面出现，不同的模型根据其结构功能的性质分为四个不同的类别。对于一类，我们表明，实验主义者可能会发现违反Porod定律，通过测量subleading更正的数量波动。
2012-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperature and glassy dynamics of active matter
一个系统的扩展的多体主方程的活性物质，其中电机功率的构型变化，在细胞骨架，示出产生的稳态和响应的描述在一个有效的温度。有效温度取决于马达的磁化率和测量其相对于热布朗扩散的强度的佩克莱数。分析预测与以前的数值模拟和实验结果一致。该映射还建立了活性物质的老化描述，该物质也被动力学地堵塞。
2011-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Entropy production fluctuations encode collective behavior in active matter
本文导出了相互作用活性物质系统熵产生分布的一般下界。我们在四个典型的活性物质模型中探讨了粒子间的关联是小的和短程的，在这种限制下，该边界是紧的。在所有的模型研究中，绑定是弱的集体波动的结果，在长程相关性，随后链接的位置的相变增强熵产生波动。我们开发了一个理论的发病增强波动，并将其与特定的相变在活跃的布朗粒子。我们还推导出最优控制力，实现必要的动态调整耗散和操作系统之间的阶段。在这样做的过程中，我们揭示了熵产生和斑图形成之间的一般关系，在活性物质，以及控制它的方法。
2020-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Optimal escapes in active matter
本文研究活性粒子逃逸过程中的非单调行为，通过一维解析与二维模拟揭示边界积累导致存在最优翻滚率以促进快速逃逸。
2023-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Susceptibility of Orientationally-Ordered Active Matter to Chirality Disorder
我们调查的敏感性的长程有序相的二维干对齐活性物质人口无序，采取的形式的分布的内在个人手性。使用粒子级模型和流体动力学理论的组合，我们表明，虽然在有限的系统中，所有有序相抵抗有限数量的这种手性无序，均匀的（极性群和活性向列相）是不稳定的任何数量的无序在无限大小的限制。另一方面，我们发现共存相（带）的非均匀解可以抵抗有限数量的手征性无序，甚至渐近。
2021-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of kinematic constraints in the time reversal symmetry breaking of a model active matter
本研究提出基于碰撞事件Kullback-Leibler散度的BTRS定量度量方法，在球形滚动机器人构成的人工活性物质中验证，揭示运动学约束对耗散的影响，发现非平凡涨落对称性与活性诱导聚集现象。
2024-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Microrheology in Active Matter Systems: Mobility, Intermittency and Avalanches
我们研究的流动性和速度波动的驱动粒子移动通过一个活性物质浴的自移动磁盘的密度或面积覆盖率和不同的活动。我们发现，驱动粒子的流动性可以表现出非单调的行为，这是与在活跃的媒体中出现的时空结构的不同变化。我们表明，探针粒子的速度分布表现出特定的功能，在不同的动态制度，并确定一个活动引起的均匀结晶，发生在中等活动水平，这是不同于先前观察到的较高的活动集群相。团簇相中的速度分布具有当探针粒子交替移动通过处于气态的高迁移率区域和处于密相的低迁移率区域时产生的电报噪声特性。对于更高的密度和大型活动，系统进入我们所描述的有源干扰状态。在这里，探测粒子的间歇性跳跃或雪崩，如何幂律分布的大小，观察到的非活动磁盘系统的雪崩分布附近的干扰过渡。
2015-02-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From scalar to polar active matter: Connecting simulations with mean-field theory
数值研究了无限Péclet数下自走椭圆粒子通过“硬”排斥Gay-Berne势相互作用的相行为。改变一个参数，纵横比，允许连续地从盘状活性布朗粒子到细长的极杆。盘状体显示相分离，其改变为极性域的簇状态，然后随着纵横比的增加而形成极性带。从模拟中，我们确定和提取两个有效的参数进入平均场描述：力的不平衡系数和有效耦合到本地极化。这两个系数足以获得一个完整和一致的图片，统一的标量和极性活性物质的范例。
2019-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active-Matter Battery
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Ministry of Education), Beijing Normal University（北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室）
本文提出一种最小活性物质电池模型，解析其充放电特性，发现考虑活性维持成本时，充电功率-效率权衡呈环状且效率有有限时间最大值，区别于被动设备。
2026-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical density functional theory for "dry" and "wet" active matter
在过去的50年里，平衡态密度泛函理论（DFT）已经被证明是一个强大的，通用的和预测的经典粒子的静力学和结构的方法。该理论可以推广到完全过阻尼布朗胶体粒子的非平衡动力学，进而发展为所谓的动力学密度泛函理论（DDFT）。DDFT的成功使其成为活性物质的第一性原理描述的一个有希望的候选者。在本讲座中，我们将首先概括经典的DDFT被动胶体颗粒通常由Smoluchowski方程描述。从Smoluchowski方程的DDFT的基本推导后，我们讨论了定向自由度和被动粒子的流体动力学相互作用的效果。这为我们将DDFT推广到活性物质提供了一个理想的位置。特别是，我们区分"干活性物质"，这是由自推进的颗粒，不包含周围溶剂的流体动力学流动效应和"湿活性物质"，其中所产生的流体动力学流场的microswimmer考虑。对于后者，DDFT是一种工具，它统一了热波动，直接粒子相互作用，外部驱动场和流体动力学效应所产生的内部自推进区分"推"和"拉"。一些最近的应用程序进行了讨论，包括短暂的集群的自推进杆和自发形成的流体动力泵在封闭的microswimmer。
2021-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-induced phase separation and coarsening in active matter
活性系统，或称活性物质，是一种自我驱动的系统，它在远离平衡的状态下生活或发挥作用--我们在这里集中讨论的一个典型例子是悬浮的自运动粒子。主动系统远离平衡，因为它们的微观组成部分不断消耗环境中的能量来做功，例如推动自己。活性物质的非平衡性质导致了许多有趣的现象。最近，生物和软物质物理学家们非常感兴趣的一个重要问题是所谓的“运动诱导相分离”，即自推进粒子在它们之间没有任何明显的吸引力相互作用的情况下聚集成团。在这里，我们回顾了运动引起的相分离的物理学，并在相分离和粗化的经典物理学的框架内讨论这种现象。我们还讨论了细菌菌落粗化可能被逮捕的理论。大部分的工作将集中在运行和翻滚的情况下，主动布朗粒子在溶剂介导的流体动力学相互作用的情况下，我们将简要讨论他们的作用，这是目前还没有完全理解在这方面。
2015-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A particle-field representation unifies paradigms in active matter
活性物质的研究重点是相互作用的自推进粒子之间的涌现行为。看似脱节的范式的统一--排斥盘的主动相分离和自推进棒的集体运动--是当代活性物质的一个重大挑战。受量子-机械波-粒子二象性的启发，我们发展了一种基于光滑连续场表示活动粒子的方法。碰撞动力学的基础上，我们演示了如何分析和数值的非平衡应力之间的自驱动，各向异性的对象，阻碍了观察到的自推进光盘相分离的状态的形成，并促进了取向秩序的出现。除了粒子形状，控制紧急有序状态的对称性的自推进物体的刚性是一个关键参数：不可穿透的，各向异性的棒被发现形成极性，移动集群，而大规模的结构出现软棒，特别是分离的双共存制度。这些结果表明，有序态的对称性不是由相互作用势的对称性决定的，而是活性系统的动力学突现性质。这个统一的理论框架可以代表各种活性系统：活细胞组织，细菌菌落，细胞骨架提取物以及摇动的颗粒介质。
2019-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strong Casimir-like Forces in Flocking Active Matter
本文研究二维受限群聚活性物质，发现有序相中的广延边界层及随壁间距代数衰减的涨落诱导类卡西米尔力，并以流体力学理论解释其普适性。
2024-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A quorum sensing active matter in a confined geometry
本研究通过数值模拟，在圆形受限几何中研究了具有群体感应机制的活性粒子悬浮液的聚集行为，揭示了由边界动力学、感应范围和噪声水平调控的玻璃态、固态和液态等多种聚集相。
2023-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient Casimir forces from quenches in thermal and active matter
我们计算经典系统的温度淬火后的波动诱导（卡西米尔）的力量。使用一个通用的粗粒度模型的保守密度的波动，我们发现，瞬态力出现，即使初始和最终状态是免费的。在设置让人想起卡西米尔（平面壁）和范德华（小夹杂物）的相互作用，我们发现可比的确切的普遍表达式的力量。动力学细节仅对瞬态力曲线的时间轴进行缩放。我们建议，这样的淬灭可以实现，例如，在实验中的活性物质，采用可调的活动或相互作用协议。
2016-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activity induced turbulence in driven active matter
考虑了驱动分层活性物质中的湍流。表征该问题的相关参数是雷诺数Re和活性物质类Richardson数R。在Re>>1，R<<1的混合极限下，我们证明了标准Kolmogorov能谱5/3定律的实现。另一方面，在分层极限Re>>1，R>>1时，出现了一个新的湍流普适类，具有7/5定律。从一个政权到其他的交叉进行了详细讨论。实验预测和探针进行了讨论。
2021-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CD
Perspective: The Physics of Active Solids -- From Hamiltonians to Active Matter Models
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）
本文提出通过构建活性哈密顿模型作为平衡参考框架，研究密集活性物质中Mermin-Wagner-Hohenberg涨落增强与活性诱导退火现象，揭示活性力与长波密度模的强耦合机制。
2026-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging and rejuvenation of active matter under topological constraints
主动的、自运动的粒子与拓扑约束的耦合可以产生新的非平衡动力学模式，这种模式缺乏任何被动的对应物。在这里，我们研究的行为自推进杆局限于一个紧凑的球形流形的布朗动力学模拟。我们建立的状态图，并发现，在足够高的密度短的活性棒表现出玻璃化转变的无序状态，其特征在于持续的自旋转运动。通过周期性地熔化和再生球形旋转玻璃，我们观察到了时间依赖性老化和再生物理学的清晰特征。我们量化的关键作用，在这些非平衡过程中的活动，并合理化的老化动力学方面的吸收状态过渡到一个更稳定的活性玻璃态。我们的研究结果表明，被动玻璃现象学的概念如何可以结转到领域的活性物质，以及如何拓扑结构可以丰富集体时空动态固有的非平衡系统。
2018-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Physics of Smart Matter: integrating active matter and control to gain insights into living systems
我们提供我们的意见，从活性物质物理学的见解与监管互动和控制的原则，以开发一个领域，我们称之为“智能物质”的整合的好处。该领域可以提供对生命系统中重要原则的深入了解，以及对响应，强大和功能性集体的援助工程。
2023-02-01 cond-mat.soft nlin.AO physics.bio-ph
Paramagnetism in spherically confined charged active matter
本文证明球面上受限的经典带电活性粒子可产生非零磁化与顺磁响应，并通过Langevin数值模拟与Fokker-Planck解析解验证，为从带电活性物质中控制和提取功提供实验思路。
2025-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent memory from tapping collisions in active granular matter
通过振动激发活性粒子实验，发现活性背景与被动示踪粒子的多次相关碰撞会产生持久记忆，并提出广义活性爱因斯坦关系来描述涨落、耗散与有效活性，为调控活性系统性质提供新途径。
2023-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical pressure and momentum conservation in dry active matter
我们涉及到通用干活性系统的机械压力的状态方程的故障，在这样的系统中缺乏动量守恒。我们展示了动量的源和汇通常是如何在靠近限制壁的地方产生的。这些通常取决于容器与颗粒的相互作用，这使得机械压力成为容器相关的量。我们表明，状态方程恢复，如果从其他自由度的活性粒子的取向的动力学解耦，并导致非极性散装稳态。这与以下事实有关：平均稳态主动力密度是“主动脉冲”通量的发散，这是一个测量粒子将来从衬底接收的平均动量的可观测量。
2017-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inferring activity from fluid flow in continuum models of active matter
Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院）
研究从活性物质连续体模型的流体流动推断活性的逆问题，利用深度学习制定广义流体动力学反演框架，应用于两个基石范式，通过流体流场动能谱推断模型参数，为模型推断和选择提供有原则的方法。
2026-07-23 cond-mat.soft
From Motility-Induced Phase-Separation to Glassiness in Dense Active Matter
致密的活性系统在自然界中广泛存在，例子从细菌菌落到生物组织。通过增加体系的填充率或利用运动诱导相分离（MIPS）现象，可以得到致密的活性颗粒团簇。在这项工作中，我们探讨了一个二维模型的活性玻璃的相图，并显示无序的活性材料开发了丰富的集体行为，包括MIPS和glassiness。我们发现，虽然玻璃态是几乎无法区分的平衡玻璃，导致其流化的机制没有任何平衡对应。我们的研究结果可以合理化之间的交叉低活性制度，其中玻璃态动力学是由一个有效的温度，和高活性制度，这将推动系统对MIPS。
2022-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stabilization of active matter by flow-vortex lattices and defect ordering
从细菌悬浮液到细胞单层的活性系统，通过从其组成元素局部注入能量而不断地被驱离平衡，并表现出顺从性和混沌模式。在这里，我们证明了理论上和通过数值模拟，湿活性系统，其行为是由流体力学，和干活性物质，其中任何流被筛选之间的交叉，可以通过使用摩擦作为控制参数。此外，我们发现了意想不到的涡有序在这个干湿交叉。我们表明，自组织的涡晶格是伴随着空间有序的拓扑缺陷，导致积极的晶体状结构。涡旋晶格的出现，导致拓扑缺陷的位置有序化，这表明在活性材料的设计和控制中的潜在应用。
2016-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Light, Matter, Action: Shining light on active matter
本文展望了利用光控制软活性物质的最新进展，指出除光强外还应充分发掘波长、偏振和动量等自由度，以提升对活性物质的驱动控制并推动其技术应用。
2023-01-30 cond-mat.soft
Not-so-glass-like Caging and Fluctuations of an Active Matter Model
Duke University（杜克大学）；National Center for Nuclear Research（波兰核研究中心）
本文通过在不同空间维度研究最小活性系统，揭示活性如何影响笼逃逸过程和临界涨落，从而为区分玻璃形成机制提供新见解。
2025-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological states in chiral active matter: dynamic blue phases and active half-skyrmions
我们数值研究了活性手性液晶中二维蓝相的动力学。我们发现，引入收缩活动的结果稳定的蓝色相，而小的伸展活动产生有序的，但动态的蓝色相，其特征在于连贯移动的半skyrmions和向错。当扩展活动增加到阈值以上时，半skyrmions的解离和活跃的湍流。我们进一步分析孤立的活动半skyrmions在各向同性的背景和比较活动引起的速度场模拟的分析预测的流量。最后，我们表明，限制一个活跃的蓝相可以引起一个系统范围内的流通，其中半skyrmions和向错一起旋转。
2018-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
