Long-ranged velocity correlations in dense systems of self-propelled particles
自推进粒子的模型系统重现了许多在实验室活性物质系统中观察到的现象，这些现象违背了我们基于热平衡的直觉。特别是，在自推进系统的静止状态下，人们认识到，不同粒子的速度表现出非平凡的等时相关性。这种相关性在等价的平衡系统中是不存在的。最近，研究人员发现，速度相关性的范围随着自推进持续时间的增加而增加，并且可以扩展到许多颗粒直径。在这里，我们回顾了自推进粒子的固体类系统中的长程速度相关的初步研究。然后，我们证明了长程速度相关性也存在于稠密的类流体系统中。我们表明，自推进颗粒致密系统中的速度相关性范围是由自推进和源自排斥性颗粒间相互作用的维里体积模量的组合决定的。
2021-01-28 cond-mat.soft
Soft deformable self-propelled particles
在这项工作中，我们调查的集体行为的自推进粒子变形，由于本地成对相互作用。我们证明，这种变形单独可以诱导对齐的速度矢量。集体运动的发病进行了分析。应用高斯核心粒子之间的排斥，我们发现一个过渡到无序的非集体运动下的压缩。我们在这里解释说，这反映了可重入流体行为的一般高斯核心模型，现在适用于自推进系统。截断高斯势可以导致团簇结晶或更无序的团簇状态。对于高斯核势的中间值，我们第一次观察到可变形自推进粒子的走向。最后，没有核心潜力，但包括取向噪声，我们连接我们的描述与Vicsek的方法为自推进粒子的相互作用对齐。
2012-08-06 cond-mat.soft
Discussion on Ohta et al., "Traveling bands in self-propelled soft particles"
讨论太田和山中在这个特殊问题上的贡献，补充了新的基于代理的模拟带碰撞的标准Vicsek模型。
2014-03-26 cond-mat.soft
The influence of obstacles on collective motion of self-propelled objects
本文在Vicsek模型框架下研究圆形晶格障碍物对自驱动物体集体运动的影响，发现增大障碍物半径可使系统从超扩散转变为扩散，并使大团簇定向运动退化为小团簇随机运动。
2022-12-19 cond-mat.soft
Inertial delay of self-propelled particles
自推进的大质量粒子在气体介质中的运动受惯性效应的支配。例子包括振动颗粒，激活复杂等离子体和飞行昆虫。然而，在标准模型中，惯性通常被忽略。在这里，我们通过实验证明了惯性对宏观自推进粒子的重要性。我们观察到一个独特的惯性粒子的方向和速度之间的延迟，起源于系统中的有限弛豫时间。这种效果是充分解释了一个欠阻尼的推广积极布朗运动的朗之万模型。与被动系统形成鲜明对比的是，惯性延迟深刻地影响了长时间的动力学，并使新的基本策略控制自推进的活性物质。
2018-07-11 cond-mat.soft
Stability of liquid films covered by a carpet of self-propelled surfactant particles
我们考虑在固体基底上的液膜的液-气界面处的自推进颗粒地毯。颗粒在界面上施加一个超压，并沿界面运动，同时游动方向进行旋转扩散。我们研究了这些自推进的不溶性表面活性剂的膜表面的稳定性的复杂影响，并表明，取决于在表面旋转扩散的强度和在表面游泳速度的绝对值几个特征的不稳定模式可以发生。特别是，旋转扩散可以稳定的膜或诱导不同的字符的不稳定性。
2014-08-27 cond-mat.soft
Emergence of oscillatory states of self-propelled colloids under optical confinement
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
研究光束作用下自驱动胶体的单粒子运动，发现其在接近固体表面时表现出准二维活性运动，并通过旋转反转形成稳定振荡态，提出包含非线性扭矩效应的最小现象模型解释其定向变化。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tailoring the interactions between self-propelled bodies
我们从对称性的角度对匀速运动的自推进粒子之间的相互作用进行了分类。我们建立了一个系统的扩展，在多极扩展的精神，两体力量。这一提法使得迄今为止在一个共同框架内提出的大多数模式合理化成为可能。我们区分三类物理相互作用：（i）潜在的力量，（ii）非弹性碰撞和（iii）非互易相互作用，涉及极性或非线性排列与感应场。这个框架提供了简单的设计规则，通过物理相互作用的自推进机构的建模和制造。一类可能的相互作用，应产生新的阶段的活性物质突出显示。
2014-04-23 cond-mat.soft
Self-regulation in Self-Propelled Nematic Fluids
我们考虑的流体动力学理论的主动流体的自推进粒子的平行排列的相互作用。这类材料在微观水平上具有极对称性，但形成宏观对称性。我们强调动态的三个关键特征。首先，在极性活性流体中，有序-无序转变的控制参数，即密度，由活性电流动态对流，导致通用的，模型独立的动态自我调节，使平均场转变附近的均匀非线性状态不稳定。第二，曲率驱动电流使系统在超稳定状态下不稳定，如前所述。最后，独特的自我推进的向列相，螺旋序诱导当地的极性顺序，反过来又导致增长的密度波动。我们提出这是一个可能的机制，在数值模拟中看到的极性集群的近晶顺序。
2012-04-15 cond-mat.soft
Self-Propelled Rods: Linking Alignment-Dominated and Repulsion-Dominated Active Matter
我们研究了一个强大的自推进杆通过体积排阻相互作用的模型，并表明其集体动力学包括相应的Vicsek式模型（局部对齐是唯一的相互作用），和运动诱导的相分离（当排斥占主导地位时发生）。这些结果统一了迄今为止关于干活性物质的基本上互不相关的知识体系，并澄清了所涉及的各个相的性质。
2018-07-03 cond-mat.soft
Dynamics of a deformable self-propelled particle under external forcing
基于模型中的质心方程和表征形变的张量变量，研究了外场作用下二维自推进形变粒子的动力学行为。我们考虑两种外力。一种是类引力，它在质心的时间演化方程中加入。另一种是类电力，假设在粒子中感应出一个偶极矩。该力被添加到变形张量的方程中。结果表明，通过改变力的大小和自推进粒子的迁移速度，可以得到丰富的动力学变化。
2011-06-28 cond-mat.soft
Formation and collision of traveling bands in interacting deformable self-propelled particles
我们研究了相互作用的可变形自推进粒子的集体动力学，当粒子的局部密度增加时，粒子的迁移速度增加。二维数值模拟表明，迁移速度的这种局部密度依赖性很容易形成与之前在Vicsek型模型中发现的相似的旅行带。我们证明了一对向相反方向运动的条纹带不会被迎面碰撞破坏，而是在碰撞后再次存活下来。
2013-07-25 cond-mat.soft
Rational design and dynamics of self-propelled colloidal bead chains: from rotators to flagella
设计新的自推进胶体的探索是由简单的实验模型来研究其更复杂的自然对应物的集体行为的需求推动的。大多数合成的自推进粒子通过将输入能量转化为平移运动来移动。在这项工作中，我们解决的问题，如果简单的自我推进领域可以组装成更复杂的结构，表现出旋转运动，可能再加上平移运动的鞭毛。我们利用诱导偶极相互作用和结合步骤的组合来创建永久线性珠链，由自推进Janus球体组成，具有良好控制的内部结构。接下来，我们研究链中个体游泳者之间的灵活性如何影响其游泳行为。永久刚性链只表现出积极的旋转或旋转运动，而较长的半柔性链表现出平移和旋转运动类似鞭毛样运动，在燃料的存在下。此外，我们能够再现我们的实验结果，使用数值计算与极小模型，其中包括与流体的充分的流体动力学相互作用。我们的方法是通用的，并开辟了一种新的方式来设计新的自推进胶体与复杂的游泳行为，使用不同的复杂的启动积木结合它们之间的灵活性。
2017-09-20 cond-mat.soft
Rheological properties of a dilute suspension of self-propelled particles
详细的微观模型的自推进游泳者，我们推导出这样的颗粒在小Peclet数的稀悬浮液的流变特性。它示出，除了爱因斯坦的贡献的有效粘度，这是成比例的游泳者的体积分数，由于自推进粒子的活动的贡献影响的粘度。由于游泳者的活动，当颗粒是推进器（拉动器）时，有效粘度将低于（高于）悬浮介质的粘度。这种活性依赖性的贡献也将导致悬浮液以法向应力差的形式的非牛顿行为。
2014-08-19 cond-mat.soft
Crystallization in a dense suspension of self-propelled particles
使用布朗动力学的计算机模拟，我们表明，一个二维悬浮液的自推进（“主动”）胶体颗粒结晶在足够高的密度。与被动粒子的平衡冻结相比，冻结密度都有显着的变化，并取决于所采用的结构或动力学标准。在非平衡状态下，这种转变伴随着明显的结构不均匀性。这导致液体和固体之间的过渡区域，其中悬浮液是全局有序的，但无序的液体状“气泡”仍然存在。
2011-12-22 cond-mat.soft
Rheological similarities between dense self-propelled and sheared particulate systems
与以往的自推进粒子模型不同，我们提出了一种以恒定的平均速度而不是恒定的力来推进粒子的方法。这种恒定推进速度（CPV）的方法是有效的，其协议与传统的恒定推进力（CPF）的方法在流动状态。然而，CPV方法显示出其访问准静态流动的屈服应力流体与消失的推进速度的优势，而CPF方法通常是无法，因为有限的系统尺寸。利用这一优势，我们实现了循环自推进，并研究了推进力的演变与推进颗粒位移，都在准静态流态。通过将剪切应力和剪切速率映射到推进力和推进速度，我们发现自推进系统的流变行为与剪切系统相似，包括CPF和CPV方法之间的屈服力差距，推进力超调，循环推进下的可逆-不可逆转变，以及塑性流动中的推进带。这些相似之处表明了自我推进和剪切之间的潜在联系，尽管它们以不同的方式作用于系统。
2021-01-25 cond-mat.soft
Light Activated Self-Propelled Colloids
合成了光活化的自推进胶体，并利用光学显微镜研究了它们的主动运动。我们提出了一个通用的路线，使用不同的光敏材料，并展示了多波长的激活和推进。由于两种半导体材料（αFe2 O3和TiO2）的光电化学性质，能量高于带隙的光会引发过氧化氢的分解反应，并在颗粒周围产生化学云。它诱导与相邻胶体的泳动吸引以及基底上颗粒的渗透自推进。我们使用这些机制来形成胶体货物以及自推进粒子，其中光激活组件嵌入到介电球体中。粒子沿着由热波动随机化的方向自推进，并表现出持续的随机行走。对于足够的表面密度，颗粒自发地形成“活晶体”，其是移动的，分裂和重组。利用外加磁场控制粒子的方向，我们发现致密相的形成是粒子迎面碰撞的结果。这种效应本质上是非平衡的，并且是没有细致平衡的系统的一种新的组织原理。通过不同波长自推进的粒子工程家族展示了对系统背后的物理和化学的良好理解，并指出了设计新的自推进粒子家族的一般路线。
2014-10-27 cond-mat.soft
Dynamic oscillatory cluster ordering of self-propelled droplets
我们在这里报告一个特殊的动态有序状态的集群液滴的有机溶剂的混合物。这些液滴由表面活性剂水溶液表面上的溶质Marangoni效应驱动。它们形成时间环簇，在形成后立即开始崩溃。该过程重复5- 20分钟，持续数小时以上。我们提出了一个非均匀力模型，从现象学上理解这种动力学的基本机制，其中作用在每个粒子上的力被不同地控制。这种液滴系统提供了一个简单的，非生物的实验模型，研究复杂的动力学状态实现了一组自推进粒子。
2017-06-01 cond-mat.soft
Microphase separation in two dimensional suspensions of self-propelled spheres and dumbbells
我们利用数值模拟研究了自推进球形和哑铃形粒子通过微相分离诱导势相互作用的相行为。我们的研究结果表明，在适当的条件下，有可能驱动形成两个新的活性状态;自旋簇晶体，即具有有限大小的自旋微晶作为晶格位置的有序介观相，和活簇流体，即每个“颗粒”是有限大小的活簇的二维流体。我们讨论了这些阶段的动力学，并提出了在广泛的积极力量下扩展其稳定性的方法。
2015-10-12 cond-mat.soft
Freezing and phase separation of self-propelled disks
我们数值研究了非对齐的自推进粒子通过空间排斥相互作用的模型，最近被证明在没有任何吸引力的相互作用或破坏的取向对称性的情况下，在两个维度上表现出积极的相分离。我们构建了一个相图中的活动和包装分数，并确定三个不同的制度：一个均匀的液体与异常的簇大小分布，相分离的状态在高和低密度，和冻结相。我们提供了一个物理解释的各种制度，并开发缩放的参数，将它们分开的边界。
2013-09-15 cond-mat.soft
Obstruction enhances the diffusivity of self-propelled rod-like particles
利用分子动力学模拟研究了自推进粒子在三维随机分布障碍物中的扩散。据发现，取决于推进力的大小和颗粒的纵横比，扩散系数可以是一个单调递减或非单调凹函数的阻碍体积分数。反直觉的颗粒扩散率的增强与增加的障碍人群被证明是一个组合的效果的自推进力和各向异性的形状的颗粒。在推进力纵横比平面上的障碍物密度的粒子扩散率的单调和非单调依赖性对应的区域被指定的理论和使用的模拟结果。
2015-08-09 cond-mat.soft
Spiral Thermal Waves Generated by Self-Propelled Camphor Boats
螺旋热表面波所产生的自推进的走廊驱动的物体的报告。螺旋热波注册的溶解和蒸发引导的自推进。在樟脑船自航的情况下，溶液毛细作用伴随着热毛细作用。由于溶液毛细作用引起的表面张力的跃变比由于热毛细作用引起的跃变大得多。所观察到的热效应与樟脑分子在水/蒸汽界面的吸附有关。观察到的螺旋形状像阿基米德螺旋。
2020-06-21 cond-mat.soft
Self-propelled particle in a nonconvex external potential: Persistent limit in one dimension
非对齐自推进粒子的平衡映射技术已经使人们有可能预测的密度分布的一个积极的理想气体在各种各样的外部电位，但他们失败时，自推进是非常持久的潜力是非凸的，这正是当最独特的活动现象发生。在这里，我们展示了如何预测的密度分布的一维主动Ornstein-Uhlenbeck粒子在任意外部潜在的持久性限制，并讨论潜在的非凸性的解决方案的结构上的后果，包括潜在的拐点和非局部依赖的密度分布的潜在的核心作用。
2018-12-13 cond-mat.soft
Motility-sorting of self-propelled particles in micro-channels
采用数值模拟方法研究了微通道内不同运动速度的颗粒的自发分离现象。已知自推进颗粒在壁附近积聚。在这里，我们展示了如何快速粒子驱逐较慢的墙导致隔离状态。该机制被理解为颗粒速度、颗粒密度或通道宽度的函数。在存在外部流体流的情况下，具有两种不同速度的颗粒由于其不同的颗粒通量而分离。在微流控芯片实验室设备的开发中可以找到有前途的应用，用于分选具有不同运动性的颗粒。
2014-09-04 cond-mat.soft
Activity-assisted barrier-crossing of self-propelled colloids over parallel microgrooves
我们报告了一个系统的研究自推进粒子（SPPs）的动力学在一维周期性的潜在景观，这是制作在微槽图案化的聚二甲基硅氧烷（PDMS）基板。从测量的非平衡概率密度函数的表面等离子体，我们发现，逃逸动力学的慢旋转的表面等离子体的整个潜在的景观可以描述的有效潜力，一旦自推进力被纳入潜在的固定角近似。这项工作表明，平行的微槽提供了一个通用的平台，定量的了解之间的相互作用的自推进力，空间限制的潜在景观，和热噪声，以及其对活动辅助逃逸动力学和运输的SPP的影响。
2022-12-29 cond-mat.soft
Self-propelled hard disks: implicit alignment and transition to collective motion
我们发现，低密度均匀相的自推进硬盘表现出从各向同性的极性集体运动的过渡，虽然从Vicsek一个定性不同的类。在没有噪声的情况下，在各向同性相和完全极性吸收状态之间发生突然的不连续过渡。随着噪声的增加，过渡在三临界点处变得连续。我们解释了我们所有的数值结果的玻尔兹曼理论的框架内，二进制散射特性的基础上。我们表明，本模型和Vicsek模型之间观察到的定性差异，在他们的相行为的水平，采取他们的起源在散射事件发生的完全相反的物理。我们认为，这种差异一般将举行自推进粒子与排斥短程相互作用的系统。
2015-02-26 cond-mat.soft
Spinning motion of a deformable self-propelled particle in two dimensions
研究了二维空间中单个可变形自推进粒子的动力学行为。运动方程是从三种变量的对称性论证导出的。一个是矢量，它代表质心的速度。第二个是一个无痕对称张量表示变形。第三种是自旋自由度的反对称张量。通过数值模拟，我们得到了各种动力学状态之间的相互作用的自旋运动和变形。通过简化的运动方程分析了这些动力学状态的分岔。
2012-10-16 cond-mat.soft
Translational and rotational dynamics of a self-propelled Janus probe in crowded environments
我们计算调查的动态自推进Janus探头在拥挤的环境中。拥挤是由粘弹性聚合物或非粘弹性断开单体的存在引起的。我们的模拟结果表明，平移，以及旋转均方位移，有一个独特的三步增长固定值的自推进力，并稳步增加与自推进，无论性质的拥挤。另一方面，在没有拥挤的情况下，Janus探测器的旋转动力学与自推进力无关。取代排斥聚合物与粘性的，平移和旋转均方位移的Janus探针显示急剧下降。由于Janus粒子的不同面与环境的相互作用不同，我们表明自推进的方向也会影响其动力学。固定的自推进的自推进探针的长时间平移和旋转扩散率的比率，当绘制对拥挤的面积分数，通过一个最小值，并在较高的面积分数合并到其值的情况下的拥挤。这指向在拥挤器的中间区域分数处的自推进探头的平移和旋转动力学的解耦。然而，这种旋转-旋转解耦对于无源探头是不存在的。
2020-08-05 cond-mat.soft
Tunable long range forces mediated by self-propelled colloidal hard spheres
利用布朗动力学模拟方法，系统地研究了二维自推进（主动）胶体硬球悬浮液中两平行硬壁之间的有效相互作用，发现通过改变活性粒子的密度，可以将两硬壁之间的有效作用力从长程排斥力调节为长程吸引力.在相对高的密度下，活性硬球可以形成动态晶体桥，其在壁之间引起强振荡的长程动态润湿排斥。随着密度的降低，动力桥逐渐断裂，出现了一种有趣的长程动力耗尽吸引力。通过改变限制的高度，类似的效果发生在自推进的胶体硬球的准2D悬浮液中。我们的研究结果为利用活性物质操纵微观物体的运动和组装开辟了新的可能性。
2014-12-11 cond-mat.soft
Directional cues affect the collective behaviour of Self propelled particles in one dimension
本研究探究一维下充当定向线索的淬灭无序对自驱动粒子集体行为的影响，构建微观模型与粗粒化运动方程，发现无序使有序团簇尺寸代数衰减、大团簇分裂并引发粒子局域化。
2024-05-14 cond-mat.soft
Local control for the collective dynamics of self-propelled particles
本研究以自驱动粒子典型模型为对象，发现单个粒子的局部加速度可驱动集体动力学转变，该触发能力呈层级分布且有空间模式，转变中的混沌源于分形吸引域边界，为人工集群去中心化控制提供新思路。
2024-01-29 cond-mat.soft
Unidirectional laning and migrating cluster crystals in confined self-propelled particle systems
描述自推进粒子集体行为的一个标准方法是Vicsek模型：点状自推进粒子倾向于在每个时间步将其迁移方向与其最近邻居的迁移方向对齐。在这里，我们使用的Vicsek模型的一个变体，包括成对排斥相互作用。将系统限制在平行的壁之间可以定性地改变其外观：可以出现与先前报道的不同的横向状态。所有泳道平均显示所含颗粒的相同迁移方向，泳道之间具有有限的间隔距离。此外，在某些参数范围内，我们观察到集体迁移集群，安排在一个近似六边形的方式。我们认为这些规则纹理背后的机制是对齐机制中的过度反应。考虑更现实的情况下，非点状粒子的存在下，限制表面通常是重要的比较实验系统。
2013-10-29 cond-mat.soft
Stability of interlocked self-propelled dumbbell clusters
本研究结合实验、模拟与稳定性分析，探究互锁自推进哑铃团簇的稳定性，揭示旋转运动的调控机制与解体因素，为活性胶体分子稳定性研究提供参考。
2022-12-22 cond-mat.soft
Ionic effects in self-propelled Pt-coated Janus swimmers
部分包覆铂并分散在H2O2溶液中的胶体颗粒常被用作模型自推进胶体。目前大多数数据表明，中性的自我扩散电泳推动这些粒子。然而，一些研究表明，在这个系统和相关系统中有很强的离子效应，例如盐会降低推进速度。我们调查这些离子的影响，在铂涂层的聚苯乙烯胶体，并发现在这里，推进的方向可以通过添加离子表面活性剂逆转，虽然添加pH中性盐降低推进速度，添加强碱NaOH的影响不大。我们使用这些数据，以及测得的反应速率，反对推进中性或离子的自我扩散电泳，并建议，而不是粒子的推进机制可能实际上承担密切相似的操作游泳。
2014-02-19 cond-mat.soft
Competing ferromagnetic and nematic alignment in self-propelled polar particles
我们研究了Vicsek式的自推进粒子模型，其中铁磁和铁磁排列在通常的“度量”版本和“无度量”的情况下，粒子与其Voronoi邻居相互作用的竞争。我们证明了这个非平衡XY模型的相图与它的平衡对应物的相图相似：在[F. Ginelli，F.佩鲁阿尼湾Baer和H. Chaté，Phys. Rev. Lett. 104，184502（2010）]，因此对于向铁磁对准引入适度的相互作用偏置是稳健的。极性和双序相位之间的直接过渡被证明是不连续的度量的情况下，和连续的，属于伊辛普适性类，在度量自由的版本。
2012-06-18 cond-mat.soft
Entropy Scaling Laws in Self Propelled Glass Formers
从平衡结构预测输运是液态物理中一个具有挑战性的问题。在这里，我们探测的玻璃形成液体组成的自推进的“活性”粒子，并表明，增加自推进的持续时间$τ_p$使对过剩熵$S_2$更负，从而减少了每个粒子的可访问配置的数量。在适当的有效温度$T$的值，自扩散率是Arrhenius，并在一个简化的形式服从Dzugutov一样的标度律$D^* \sim e^{αS_2}$，直接产生我们的标度公式$S_2 \sim -1/T$。在强过冷状态下，Dzugutov定律不适用，熵遵循幂律$S_2 \sim -1/T^β$一直到玻璃化转变$T_g$。为了证明一般性，我们设置的粒子相互作用是纯粹的排斥（PR）在一种情况下，在其他的Lennard-Jones（LJ），并发现，在这两种情况下，报告的标度律是强大的超过三十年的变化$τ_p$。我们的研究结果可能适用于运输的主动胶体悬浮液，被动示踪剂在细菌浴，和自推进的颗粒状介质，仅举几例。
2019-12-03 cond-mat.soft
Directed Autonomous Motion and Chiral Separation of Self-Propelled Janus Particles in Convection Roll Arrays
自推进的两面神粒子由于它们自己的引擎而表现出自主运动。然而，由于这种运动的方向随机变化，它们对于新兴的纳米技术和生物医学应用几乎没有用处。在这里，我们数值计算表明，手性活性Janus的运动可以直接使他们的对流辊的线性阵列。自航运动的整流功率可达60%以上，远大于以往的报道。我们表明，手性Janus粒子的运动整流导致显着的分离的消旋和左旋活性粒子从外消旋二元混合物。此外，我们证明了如何有效地整流效果可以被利用来分离双螺旋和左旋粒子时，他们的固有扭矩分布与高斯统计。
2023-03-26 cond-mat.soft
Phase separation of self-propelled ballistic particles
自推进颗粒在临界密度以上相分离成共存的稠密区和稀区。它们的随机运动的统计性质使其本身成为预测相分离开始的各种理论。然而，当噪声变得可以忽略不计时，这些理论都不足以描述这种行为。为了克服这一限制，我们提出了一个预测模型，依赖于两个密度依赖的时间尺度：$τ_F$，粒子之间的碰撞花费的平均时间;和$τ_C$，碰撞的平均寿命。我们表明，只有当$τ_F < τ_C$做碰撞持续足够长的时间来发展一个不断增长的集群，并启动相分离。使用分析计算和活性粒子模拟，我们测量这些时间尺度，并确定在二维和三维相分离的临界密度。
2018-04-23 cond-mat.soft
Kramers escape of a self-propelled particle
研究了表面上过阻尼自推进球形布朗粒子从亚稳势阱中的逃逸率。在一个模型中的一维恒定速度的粒子的主动动力学，我们认为使用数值和分析方法的相关速率。关于势阱中定态的性质，存在两个主要的时间尺度，每个时间尺度分别控制粒子的平移和旋转动力学。粒子半径被确定为负责调节这些时间尺度之间的比率的基本量。对于非常小和非常大的粒子半径，可以导出粒子逃逸率的近似解析表达式，在其各自的有效范围内，与基本的全二维福克-普朗克描述的精确逃逸数值相比毫不逊色。
2016-06-14 cond-mat.soft
Configurational Entropy of Self Propelled Glass Formers
本文计算自推进模型玻璃形成体的构型熵，发现非谐贡献不可忽略，并验证其符合广义 Adam-Gibbs 关系，进而得到构型熵与点到集长度尺度的标度关系。
2022-12-11 cond-mat.soft
Inertial effects of self-propelled particles: from active Brownian to active Langevin motion
通过将能量转化为机械运动而自我推进的活性粒子代表了物理学和化学中不断扩展的研究领域。对于在液体中运动的微米级颗粒（“微泳者”），大多数基本特征已经用过阻尼主动布朗运动模型来描述。然而，对于在气体中移动的宏观颗粒或微粒，惯性效应变得相关，使得动力学是欠阻尼的。因此，最近，通过将主动布朗运动模型扩展到包括惯性的主动朗之万动力学，描述了具有惯性的主动粒子。在这篇透视文章中，总结了具有惯性的活性粒子（“微飞体”）的单粒子特性和许多粒子的集体效应的最新发展。其中包括：粒子速度和自推进方向之间的惯性延迟效应、由转动惯量对长时间自扩散的调谐、非惯性系中的虚拟力效应以及惯性对运动诱导相分离的影响。还提出和讨论了未来可能的发展和前景。
2019-10-30 cond-mat.soft
Self-propelled Worm-like Filaments: Spontaneous Spiral Formation, Structure, and Dynamics
利用布朗动力学模拟方法研究了沿切向量均匀推进的蠕虫状细丝。在两个维度的系统进行了研究，相应的长丝吸附到界面或表面。一个大的参数空间，包括弱和强的推进，以及灵活和僵硬的细丝进行了探索。对于强力推进和柔性的细丝，自由游动的细丝自发地形成稳定的螺旋。推进力对动力学性质，如旋转和平移均方位移和构象采样率有很大影响。特别地，当主动自推进主导热扩散，但对于螺旋形成太弱时，旋转扩散系数具有由$v_c/ξ_P$给出的活动引起的贡献，其中$v_c$是轮廓速度，$ξ_P$是持续长度。相反，只要没有螺旋形成，结构性质几乎不受系统活动的影响。该模型模拟了生物系统的共同特征，如运动测定或细长细菌上的微管和肌动蛋白丝，以及人工设计的微游泳者。
2015-08-06 cond-mat.soft
A simple model system for self-propelled particles passing a bottleneck
我们研究了重力偏置下主动和被动颗粒通过瓶颈的通道。该颗粒是在振动台上呈近似球形的药物胶囊。振动板稍微倾斜，以打破面内对称性，并给予颗粒在板上的优先方向上移动的动力。通过一个狭窄的门与开口可比的晶粒长度的通道进行了研究，使用视频成像，并从记录的帧中提取粒子的位置和速度。我们比较了不对称填充，主动胶囊与对称填充，被动的行为。
2021-04-07 cond-mat.soft
Distinguishing Advective and Powered Motion in Self-Propelled Colloids
具有催化作用的胶体粒子的自驱动运动提供了一个令人信服的活性物质的例子，即远离平衡的单粒子和集体行为的系统。这类系统的长时间、长距离行为特别令人感兴趣，因为它将它们各自的微观行为与宏观现象联系起来。在这类分析中，必须区分由细微的平流效应引起的运动-这种效应也有很长的时间尺度和长度尺度-和由内在动力运动引起的现象。在这里，我们开发了一种方法来分析动力胶体的平移和旋转运动的统计特性，以区分，例如，主动趋化性从被动平流散装流量。
2017-09-17 cond-mat.soft
Spontaneous Segregation of Self-Propelled Particles with Different Motilities
我们使用布朗动力学模拟在两个维度上研究了自推进和被动棒状粒子的混合物。模拟结果表明，这两个物种自发地分离产生一个丰富的阵列的动力域结构，其属性取决于推进速度，密度和组合物。除了提出相图作为系统参数的函数，我们调查的机制驱动隔离。我们发现，自推进和被动杆之间的碰撞频率的差异提供了一个驱动力的隔离，这是放大的自推进杆的倾向，群集或集群。最后，自推进和被动棒表现出巨大的数字波动足够的推进速度。
2011-10-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
A self-propelled particle in an external potential: is there an effective temperature?
本文研究了线性和二次外势场中单个自走无热粒子的定态。自推进被建模为一个波动的力量演变根据奥恩斯坦-乌伦贝克过程，独立于粒子的状态。在没有外部电势的情况下，在长时间限制下，在粘性介质中移动的自推进粒子执行扩散运动，这允许识别有效温度。我们表明，在存在一个线性的外部电位的定态分布有一个指数的形式与自由自推进粒子的有效温度确定的沉降长度。在存在二次外势时，定态分布具有高斯形式。然而，一般来说，这种分布不是由自由自推进粒子的有效温度决定的。
2014-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of reorientation statistics on torque response of self propelled particles
我们考虑的动力学的自推进粒子受到外部扭矩。两种模型的自推进的重定向被认为是，运行和翻滚粒子，和主动布朗粒子。使用非平衡统计力学的标准工具，我们表明，运行和翻滚粒子有一个更强大的响应扭矩。这种基本的重取向统计的宏观特征可以用来区分两种类型的自推进粒子。此外，这一结果可能表明，奔跑和翻滚运动确实是细菌进化稳定的动力学。
2015-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous motion and deformation of a self-propelled droplet
推导了化学反应驱动自推进液滴的时间演化运动方程和形状。化学反应与运动的耦合作用使得浓度分布不均匀，周围的流动也不均匀，从而导致定态的不稳定。不稳定性导致自发运动，通过自发运动，液滴的形状从球形变形。我们发现，自推进液滴是细长的垂直于运动的方向，其特征在于作为一个推动器。
2014-01-23 cond-mat.soft nlin.PS
Glassy dynamics of athermal self-propelled particles: Computer simulations and a nonequilibrium microscopic theory
我们结合计算机模拟和分析理论来研究在自推进的唯一影响下演化的无热粒子的致密组装体中的玻璃态动力学。模拟结果表明，当自推进粒子的持续时间增加时，局部结构变得更加明显，而长时间动力学首先加速，然后减慢。这些看似矛盾的演变解释通过构建一个非平衡模式耦合的相互作用自推进粒子的理论。为了预测集体动力学，理论需要定态结构因子和定态局部速度相关。它产生非平凡的预测与模拟定性一致的自推进粒子的玻璃动力学。
2015-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium glassy dynamics of self-propelled hard disks
我们分析了集体动力学的自推进粒子在大密度制度被动粒子进行动力逮捕到一个无定形的玻璃态。我们捕获的竞争之间的自推进和拥挤的影响，使用一个二维模型的自推进硬盘，我们研究使用蒙特卡罗模拟。虽然活动驱动系统远离平衡，自推进粒子进行动力学逮捕，我们详细描述和比较其平衡对应。特别是，动态逮捕的临界密度不断转移到更大的密度，随着活动的增加，和松弛时间是令人惊讶的，以及描述的代数发散产生的高度集体动力学的出现。这些结果表明，活性粒子的致密组件进行非平衡玻璃化转变，这是深刻的影响，自推进机制。
2014-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boids in a Loop: Self-Propelled particles within a Flexible Boundary
我们数值研究了在二维阻尼弹性和柔性环形边界中自推进的极性粒子的排斥和排列行为。我们观察到无序、极性有序（或堵塞）和循环状态。后者产生了丰富多样的边界形状，包括：圆形，椭圆形，不规则形，皱褶，或波纹，这取决于边界的弯矩和边界与颗粒的质量比。除了具有非圆形边界的循环态外，这些态类似于吸引自推进粒子所表现出的态，但这里的限制边界代替了cohesion内聚力。我们属性的褶边形成介导的边界上的压力时，边界上的波的速度近似匹配的自推进粒子的游泳速度的不稳定性。
2020-03-28 cond-mat.soft nlin.AO
Effects of hydrodynamic interactions on rectified transport of self-propelled particles
在三维非对称势场中数值研究了自推进粒子的定向输运。除了空间排斥力，颗粒之间的流体动力学相互作用已被考虑在一个近似的方式。从数值模拟中，我们发现，流体动力相互作用可以强烈地影响自推进粒子的整流输运。流体动力学相互作用增强了整流传输的性能时，颗粒可以很容易地通过势垒的潜力，并减少整流传输时，颗粒主要是被困在势阱。
2016-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation of self-propelled colloidal rods near confining walls
利用布朗动力学和动力学密度泛函理论研究了封闭通道中自推进胶体棒的非平衡集体行为。我们观察到一个聚集的过程中，杆自组织成瞬态堵塞集群在通道壁。在这个过程的早期阶段，形成了快速增长的刺猬状集群，它们基本上是不动的。在后期阶段，这些簇中的大多数溶解并移动成滑动通过壁的线化聚集体。
2008-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Individual and collective dynamics of self-propelled soft particles
可变形的自推进粒子为我们提供了最重要的非线性耗散系统之一，例如，与微生物的运动有关。强调这是一个非平衡开放系统中局部化对象的主题。我们引入一组耦合的常微分方程来研究由于迁移、自旋和变形之间的非线性耦合而引起的单个软粒子的各种动力学。通过引入粒子间的相互作用，通过改变粒子密度和相互作用强度，研究了集体动力学及其坍缩。我们强调，自推进粒子的组件也表现出各种非平衡局域模式。
2013-09-21 cond-mat.soft nlin.PS
