Macroscopic active matter under confinement: dynamical heterogeneity, bursts, and glassy behavior in a few-body system of self-propelling camphor surfers
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, IJCLab（法国国家科学研究中心，原子核与亚原子物理实验室）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma（罗马大学物理系）；Department of Physics, California State University Fullerton（加州州立大学富勒顿分校物理系）；Department of Chemistry, California State University Fullerton（加州州立大学富勒顿分校化学系）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；CNRS, Laboratoire de Physique Théorique（法国国家科学研究中心，理论物理实验室）；CNRS, Centre de Biologie Intégrative（法国国家科学研究中心，综合生物学中心）
研究自推进山梨糖浆游动体在圆形边界内的集体动力学，揭示密度依赖的爆发现象和玻璃行为。
2026-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vortex formation in the Vicsek model with internal chirality of self-propelling objects
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）
研究通过修改的Vicsek模型探讨了内部手性对集体运动的影响，发现当手性比值较小时，物体形成稳定涡旋，速度自相关函数显示涡旋内流平衡，长期演化受涡旋内暂留影响，对称噪声转为手性扩散导致涡旋形成。
2026-03-30 cond-mat.soft
Translocation of an Active Polymer into a Circular Cavity
采用Langevin动力学（LD）模拟方法研究了活性半柔性聚合物通过纳米孔进入刚性二维圆形空腔的移位动力学和聚合物堆积动力学.结果表明，对于小空腔半径区域，即$R \ll R_{\textrm{g}}$，力指数$R_{\textrm{g}}$为$β=-1$，而对于大的$R \gg R_{\textrm{g}}$，力指数的渐近值为$β\approx -0.92$ .力指数由平均移位时间$\langle τ\rangle \propto F_{\textrm{sp}}^β$的标度形式定义，其中$F_{\textrm{sp}}$是自推进力。此外，使用腔内聚合物的转向数的定义，已经发现，在移位过程结束时，对于小的$R$值和在强的力极限下，聚合物构型比$R$值大或力弱的情况更规则。
2022-11-14 cond-mat.soft
Activity-induced asymmetric dispersion in confined channels with constriction
本文建立含收缩受限通道内椭球形自推进粒子的布朗动力学模型，揭示蝴蝶状吸引子导致粒子通过收缩时密度分布对称性破缺及不对称弥散。
2023-05-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
A bacterial ratchet motor
自我推进的细菌是纳米技术的梦想。这些单细胞生物不仅能够生存和繁殖，而且它们可以非常有效地游泳，感知环境并寻找食物，所有这些都被包装在几微米的身体中。在这种完美的机器可以人工组装之前，研究人员已经开始探索利用细菌作为微型设备推进单元的新方法。提出的策略需要在合成表面上对齐和结合细菌细胞的仔细任务，以便使它们合作工作。在这里，我们表明，不对称的微型齿轮可以自发旋转时，浸泡在一个活跃的细菌浴。推进机制由能动的大肠杆菌细胞沿着纳米制造的转子的锯齿状边界自组装而成。我们的研究结果突出了技术上的影响，活性物质的能力，以克服热力学第二定律对平衡被动流体的限制。
2009-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Passive circular Brownian motion of asymmetric particles weakly bound to a planar surface
我们使用一个简单的颗粒形状模型来研究颗粒的不对称性如何影响颗粒表面的相互作用，取向和随机动力学在一个平面表面。有了这个几何模型，我们构建势能曲线作为相对于表面的粒子取向的函数，并确定从对称（球体）到不对称（椭圆形）的各种形状的粒子的势能最小值。计算出的粒子质心位置和势能最小位置之间的差异被用来定义一个偏移，这是有用的实验粒子轨迹的比较。对于非对称粒子，势能最小值位置与粒子长轴中心解耦。在此基础上，我们建立了一端固定在平面上的刚性转子的布朗运动模型。在不对称粒子的情况下，所得到的随机轨迹表现出被动的圆形布朗运动，从而提供了一个可能的微观机制的荧光上转换纳米粒子的表面附近的随机动力学我们以前报道。
2017-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Noncentral forces mediated between inclusions in a bath of active Brownian rods
使用布朗动力学模拟，我们研究了有效的相互作用之间的两个相同的和不可渗透的磁盘（夹杂物）浸泡在浴缸中的相同的，积极的（自推进），布朗杆在两个空间维度，假设自推进轴的杆通常可能会偏离他们的纵轴。当自推进是横向的（垂直于棒轴），聚集的活性棒周围的夹杂物显着增强，导致更膨胀的空间分层（环的形成）的棒周围的夹杂物，与纵向自推进棒的参考情况相比。因此，横向自推进杆还介导了夹杂物之间的显著更长范围的有效相互作用。浴介导的相互作用的出现是由于围绕夹杂物形成的活性棒环之间的重叠，因为它们被带入小的分离。当自推进轴相对于棒轴倾斜时，我们发现围绕内含物二聚体的活性棒积累的不对称不平衡。这导致了一个非中心的相互作用，具有反平行对横向力分量，因此，浴介导的扭矩的二聚体。
2021-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics and Separation of Circularly Moving Particles in Asymmetric Patterned Arrays
有许多驱动和活性物质系统的例子，这些系统含有表现出具有不同手性的圆周运动的颗粒，例如表面附近的游动细菌或某些类型的自驱动胶体颗粒。被动粒子的圆周运动也可以通过外部旋转驱动器来诱导。在这里，我们研究的粒子，在圆圈中移动，并与不对称的L形障碍物的周期性阵列相互作用。我们发现一系列的动态阶段作为游泳半径的函数，包括政权的粒子运动被整流，产生净直流运动。整流的方向随游动半径而变化，允许分离具有不同游动半径的颗粒。具有相同游动半径但不同手性的粒子也可以在衬底上沿不同方向运动并被分离。整流发生在对应于周期性轨道的游动半径的特定窗口中，在该周期性轨道中，粒子在每个旋转周期中与屏障相互作用一次或多次。整流效应对热效应或扩散效应的增加是鲁棒的，并且在某些情况下甚至被这些效应增强。
2013-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning Self Organization Of Confined Active Particles By Steepness Of The Trap
我们考虑二维自推进粒子的集体动力学。它们可以根据其邻居的推进方向以及随机扰动（即旋转波动）来调整自己。它们还通过软的、各向同性的、排除体积的相互作用彼此相互作用。粒子被限制在一个圆形的阱里。陷阱的陡度是可调的。它们的平均堆积率和旋转涨落强度较低。当陷阱很陡时，粒子会沿着它的边界聚集。它们形成了遍布边界的极簇。集群没有空间或结构顺序。我们发现，当陡度降低超过阈值，集群变得圆形，紧凑，最终空间秩序（六角形）出现除了预先建立的极性顺序。我们调查动力学这样的订单。我们发现，虽然围绕中心的陷阱沿其圆形边界旋转，集群需要滚动的质量中心，空间有序。我们还讨论了当陷阱突然关闭时的稳定性。
2019-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Curvature Induced Activation of a Passive Tracer in an Active Bath
我们使用数值模拟来研究一个大的不对称示踪剂浸没在一个低密度悬浮液中的自推进纳米粒子在两个维度上的运动。具体来说，我们分析了曲率的示踪剂如何影响其平移和旋转运动在一个积极的环境。我们发现，即使非常少量的曲率是足够的活性浴赋予定向运动的示踪剂，这导致其有效的激活。我们提出了简单的缩放参数来表征这种诱导活动的曲率的示踪剂和自推进力的强度。我们的研究结果提出了新的方法来控制被动示踪剂在主动介质中的输运特性，通过仔细剪裁它们的几何形状。
2014-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A study of sliding motion of a solid body on a rough surface with asymmetric friction
最近的研究显示出对具有不对称摩擦力的材料的兴趣。本文研究了具有圆形接触面的固体的终端运动。我们假设摩擦力是不对称的正交各向异性的。两种情况下的压力分布进行了分析：赫兹和Boussinesq定律。摩擦力和力矩方程制定和解决这些情况下。数值结果表明，摩擦力的不对称性对运动有显著影响.我们的研究结果可用于更准确地预测由新材料制成的具有不对称表面纹理的物体的接触行为。
2017-06-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Optimal chirality enhances long-range fluctuation-induced interactions in active fluids
本文研究手性活性流体中侵入物间的涨落诱导力，发现圆形与杆状粒子的相反行为，并由最优手性角使涡旋和有效力最大化。
2025-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Deformable active nematic particles and emerging edge currents in circular confinements
我们考虑一个相互作用的活性粒子的微观场论方法。只有空间相互作用，这种系统中的自推进强度可以导致不同的集体行为，例如，同步的自我旋转和集体翻译。不同的行为是由于内部颗粒结构、颗粒形状变形和颗粒-颗粒相互作用之间的微妙相互作用。对于中间活性强度，出现不对称形状，并导致手性和自旋转晶体。对于较大的主动强度，形状是对称的，并且出现平移集体运动。在圆形的约束，根据包装分数，自旋制度要么稳定的位置和取向顺序，或可能导致边缘电流和全球旋转，破坏同步自旋晶体结构。
2021-02-03 cond-mat.soft
Memory-induced transition from a persistent random walk to circular motion for achiral microswimmers
实验研究了光激活胶体微泳者在粘弹性流体中的运动。我们发现，在这样一个非牛顿的环境中，活性胶体经历了一个意想不到的过渡，从增强角扩散到持续的旋转运动超过临界推进速度，尽管它们的球形形状和刚度。我们观察到，在相反的手性不对称microswimmer，所得到的圆形轨道可以自发地扭转其旋转的意义，并表现出的角速度和曲率的曲率半径，非线性地依赖于推进速度。通过对主动布朗运动的最小非马尔可夫朗之万模型的研究，我们证明了这些非平衡效应是由于流体对牛顿流体中没有对应物的粒子的自推进的延迟响应而产生的.
2018-07-21 cond-mat.soft
Spontaneously rotating clusters of active droplets
我们报告自发旋转集群的出现在活性乳剂。自推进液滴的集合体沉积，然后自组织成平面的，六边形有序的簇，这些簇在容器底部盘旋，同时围绕平面法线旋转。这种效应存在于各向同性液滴的对称和不对称布置中，因此不是由几何不对称引起的扭矩引起的。然而，我们发现，个别液滴表现出螺旋游泳模式在一个小窗口的中间活动在一个力自由散装介质。我们表明，通过形成一个有序的集群，液滴合作抑制其混沌动力学，并把瞬态不稳定到一个稳定的旋转状态。我们分析了集体旋转动力学作为液滴活动和集群大小的函数，并进一步提出，在集群中的稳定集体旋转是由集群中的单个液滴的旋转模式之间的合作耦合。
2021-12-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Flow Of Information In a Mechanically Quenched Confined Flock
本文研究圆形陷阱中活性粒子群体在边界从软到硬瞬时淬火后的结构失稳与重排，并通过局部转移熵量化信息流，发现信息以弹道方式传播至整个团簇。
2024-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Intermediate scattering function of an anisotropic Brownian circle swimmer
由于不对称的推进机制，它们的手性身体形状，或通过表面附近的流体动力学耦合，微型游泳者表现出嘈杂的圆周运动。在这里，我们采用布朗圆游泳者模型和直接测量的中间散射函数在理论上的动力学特征。我们推导出相关的福克-普朗克方程的条件概率，并提供了一个精确的解决方案，在Mathieu函数的推广。不同的时空制度，反映裸平移扩散在大波数，持续的圆周运动在中间波数和增强的有效扩散在小波数。特别是，粒子的圆周运动表现在特征振荡在平台上的中间散射函数的波数探测半径。
2019-11-08 cond-mat.soft
Cage Breaking Far from Equilibrium
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦耳斯-泽曼物理研究所）；Department of Medical Biochemistry, Amsterdam UMC University of Amsterdam（阿姆斯特丹UMC大学医学生物化学系）；Institute of Theoretical Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）
本文研究了活性物质在非平衡态下突破笼子的现象，通过构建熵景观分析其动态行为，揭示了活动性如何重塑笼子结构和不可逆性。
2026-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
