Universal scale-free decay of tracer-bath correlations in $d$-dimensional interacting particle systems
针对$d$维硬核与软核相互作用粒子系统，解析推导了示踪粒子参考系下的空间相关剖面，揭示了远距离幂律衰减指数仅取决于空间维度的普适特征，并通过数值模拟验证了其稳健性。
2025-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective diffusion of a tracer in active bath: a path-integral approach
本研究利用路径积分方法推导活性浴中示踪粒子的广义朗之万方程，揭示了有效扩散随主动力持久时间减小且随数密度变化的行为，并通过计算机模拟验证了理论结果。
2023-11-17 cond-mat.soft
Forces from coarse-graining nonequilibrium degrees of freedom: exact results
本研究探究非平衡定态下简谐阱示踪粒子的弛豫动力学，推导不同非平衡场景下的解析结果，发现非平衡粗粒化产生的额外力等特性，并提出通过条件化与钉扎弛豫的测量对比确定非平衡力的实验方法。
2024-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective Langevin equations for a polar tracer in an active bath
我们研究了一个极性示踪剂，有一个凹面，沉浸在一个二维的活性粒子悬浮液。使用布朗动力学模拟，我们测量的分布和自关联函数的力和扭矩施加在示踪剂上的活性粒子。示踪剂沿其极轴经受有限的平均力，而所有的关联函数随时间呈指数衰减。使用这些见解，我们构建了完整的粗粒度朗之万描述示踪剂的位置和方向，其中的活性粒子被归入一个有效的自推进力和指数相关的噪声。随后的介观动力学可以用五个无量纲参数来描述。我们进行了彻底的参数研究的均方位移，这说明了不同的参数如何影响示踪剂的动态，跨越从弹道扩散运动。我们还表明，示踪剂位移的分布演变从一个非高斯形状在早期阶段的高斯行为足够长的时间。
2020-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Einstein relation between mobility and diffusion coefficient in an active bath
由自推进单元组成的活性浴是一种非平衡介质，其中示踪粒子的迁移率$μ$和扩散率$D$之间的爱因斯坦关系$D=μk_B T$不能被期望先验地保持。我们在这里考虑重示踪剂，这些系数可以与关联函数，我们估计。我们表明，一个很好的近似，爱因斯坦关系并不持有在一个活跃的浴时，使用不同的温度，这是机械定义的，通过施加在示踪剂上的压力。
2022-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Odd mobility of a passive tracer in a chiral active fluid
该研究建立二维手性活性流体中被动示踪剂反常升力的广义 Green-Kubo 关系，提出奇数迁移率，并通过模拟揭示其密度变形机制及尺寸分选潜力。
2023-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Poisson statistics of a passive tracer diffusing in dilute active suspensions
本研究从第一性原理出发，通过微扰展开推导稀活性悬浮液中被动示踪粒子的统计特性，证明一阶密度下其服从空间Poisson过程，将多体动力学简化为两体相互作用，并解析解释了有色Poisson过程的起源。
2022-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical fluctuations of a tracer coupled to active and passive particles
本文推导与主动或被动 Brownian 粒子弹性耦合的惯性示踪剂的广义 Langevin 方程，比较耗散核、噪声及 FDR/FRR，并量化主动浴的非平衡响应与小活性极限。
2023-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent Rotation of Passive Clusters in a Chiral Active Bath
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工大学（贝拿勒斯印度教大学））
研究了被动粒子在偏转活性粒子浴中的动力学，发现特定尺寸比和活性粒子填充率下被动粒子簇可表现出持续旋转，揭示了几何、活动性和偏转性之间的微妙平衡。
2026-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Speed up of passive tracers in mixtures with active chemical reactions
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本研究通过热力学一致的化学反应模型，发现活性反应可减少示踪剂阻力并产生非平衡涨落，从而加速其扩散，为控制质量传输提供新途径。
2026-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective single component description of steady state structures of passive particles in an active bath
我们模型的被动和主动的布朗粒子在两个维度上使用的被动粒子之间的有效相互作用的活性浴的二元混合物。活性颗粒的活性和两种颗粒的粒径比是系统的两个控制参数。有效相互作用是由活性颗粒产生的两个颗粒上的平均力计算的。有效的相互作用可以是吸引的或排斥的，这取决于系统参数。被动粒子形成四个不同的结构顺序为不同的系统参数，即：无序（D），无序簇（DC），有序簇（OC），和多晶序（PC）。结构的变化是由有效相互作用的性质变化决定的。我们进一步确认了四种结构，使用全微观模拟的主动和被动的混合物。我们的研究有助于理解非平衡系统中不同的集体行为。
2022-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Langevin equations for a driven tracer in dense soft colloids: construction and applications
我们描述了一个示踪剂在浴软布朗胶体的粒子耦合到其他浴粒子的密度场。从Dean方程出发，我们导出了整个系统演化的精确方程，并证明了密度场的演化在稠密熔池的极限下可以线性化。这个线性化的迪恩方程与示踪剂采取除了验证再现以前的结果的平均场液体结构和输运性质。然后，示踪剂受到一个外力，我们计算它周围的密度分布，它的迁移率和扩散系数。我们的研究结果表现出的效果，如偏压增强扩散，是非常相似的观察到的相反的限制的硬核格子气，表明这些效果的鲁棒性。我们的预测成功地测试对分子动力学模拟。
2014-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field induced stationary state for an accelerated tracer in a bath
我们感兴趣的是示踪粒子的行为，由恒定和均匀的外场加速，当由场注入的能量通过碰撞重新分配到未加速的粒子浴。从而达到非平衡稳态。广义玻尔兹曼-洛伦兹方程的解决方案进行了分析，在一个通用的框架，嵌入了大多数的示踪剂浴相互作用在文献中讨论。这些结果-主要来自一个一维系统-成功地面对三个独立的数值模拟方法：直接迭代解，Gillespie算法，和直接模拟蒙特卡罗技术。我们工作的扩散性能以及速度的尾巴：大v，或者大-v，或v在其较低的截止附近的速度分布是有界的从下面。特别强调的是放在冷浴限制，散射体在休息，这在我们的模型中起着特殊的作用。
2012-08-24 cond-mat.soft
Dynamics and friction of a large colloidal particle in a bath of hard spheres: Langevin dynamics simulations and hydrodynamic description
复杂熔池中示踪粒子的动力学分析可以提供有关熔池微观行为的有价值的信息。在这项工作中，我们研究了动力学的强制示踪剂在胶体浴通过朗之万动力学模拟和连续介质力学的理论模型。在模拟中，浴由具有50%的体积分数的准硬球组成，其浸入无特征的静态溶剂中，并且示踪剂以恒定的小力（在线性范围内）被拉动。理论分析基于纳维-斯托克斯方程，其中与速度成比例的项由胶体颗粒与溶剂的摩擦的粗粒化产生。因此，最终的方程类似于布林克曼模型，尽管解释不同。在模型中出现了一个长度标度1/k_0，其中横向动量输运跨越到与溶剂的摩擦。示踪剂所经历的有效摩擦系数随示踪剂尺寸的增长快于Stokes定律的预测。此外，浴中的速度分布比在牛顿流体中衰减得更快。模拟和理论之间的比较指向示踪剂表面处的有效部分滑移的边界条件。我们还研究了示踪剂的位置的波动，表明它达到扩散在很长的时间，在中间的时间与subdiffusive政权。从均方位移的长时间斜率获得的扩散系数满足Stokes-Einstein关系，从稳定示踪剂速度计算的摩擦系数，证实了线性响应形式主义的有效性。
2020-04-29 cond-mat.soft
Odd dynamics of passive objects in a chiral active bath
Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC), Université Paris Cité & CNRS (UMR 7057)（复杂物质与系统实验室，巴黎西岱大学 & 法国国家科学研究中心）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
本文研究了手性活性浴中被动刚体的奇动力学，提出了最一般的Langevin动力学，发现对称性降低导致动力学不可逆性增强，并通过远场电流和密度调制解析和数值验证了这一非平衡特性。
2025-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interaction of Active Janus Particles with Passive Tracers
在这项研究中，我们研究了活动的SiO2-Pt Janus颗粒在2D浴的较小的二氧化硅示踪剂分散在不同的面密度。还探讨了对活性JP周围的示踪粒子的组织的影响。我们的实验表明，示踪剂和活性JPs之间的相互作用主要取决于碰撞的性质标志的接触时间。对于所有的浓度制度，我们已经表明，短时间的碰撞没有显着的影响，活动的JPs的运动，然而，在中等/长时间的碰撞示踪剂（S）可以导致显着的变化，在活动的JPs的运动，甚至导致他们旋转。在集中的制度，我们的实验揭示了一种新的组织行为的被动示踪剂的出现在尾随的Pt和领先的SiO2与强烈的依赖于碰撞的性质。
2021-07-07 cond-mat.soft
Passive objects in a chiral active bath: from micro to macro
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Stanford University（斯坦福大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Kyoto University（京都大学）
本文推导了手性活性浴中大质量刚体的Langevin动力学，揭示了噪声反对称性导致随机与概率演化方程间的异常关系，发现奇扩散、奇迁移率和旋转棘轮效应，并构建多极展开预测远场电流与密度调制。
2025-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer-Chain Configurations in Active and Passive Baths
嵌入在非平衡浴中的聚合物所采取的构型可能在各种生物系统中具有广泛的影响。因此，它们引起了相当大的兴趣，特别是在模拟研究中。在这里，我们分析了一个被动的柔性链在浴缸中的硬，自走，振动盘的配置的分布，并系统地比较它的相同的柔性链在浴缸中的硬，热，振动盘。实验证明两种链的平均长度和平均回转半径均服从Flory定律。然而，在活性浴的情况下，与相关单体的数量相关的库恩长度较小，对应于较高的有效温度。重要的是，活性浴不只是简单地映射在热平衡浴上。仔细检查链条的配置表明存在明显的偏差，活性浴中的链条更可能呈现具有单个突出弯曲的配置。
2022-11-16 cond-mat.soft
Active and passive microrheology with large tracers in hard colloids
本研究通过朗之万动力学模拟和模式耦合理论（MCT）探讨了准硬胶体球浴中大示踪粒子的主动与被动微流变学，发现两者可通过线性响应理论关联，并揭示了示踪粒子扩散机制及浴中速度场衰减规律。
2023-07-29 cond-mat.soft
Enhanced orientational ordering induced by active yet isotropic bath
各向同性但活跃的粒子浴能促进各向异性但被动的粒子的有序化吗？在本文中，我们揭示了波动驱动的机制，这是可能的。有些反直觉，我们表明，被动粒子往往是更有序的增加噪声强度的主动各向同性浴。我们首先在一个非守恒序参量耦合到一个有源各向同性场的一般动力学模型（模型A）中证明了这一点，然后集中在两个例子，即。活性各向同性浴中的基板上的极棒的集合，以及ii.被动非极性悬浮在动量守恒，积极被迫，但各向同性的流体，这是相关的主动系统中的当前研究。我们的理论，这是相关的理解有序过渡的平衡系统可以在实验中进行测试，例如，通过引入低浓度的被动棒状物体在主动各向同性流体，因为它适用于任何非保守的动力学领域，可能有应用远远超出活性物质。
2019-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Enhanced diffusion of a tracer particle in a lattice model of a crowded active system
亚细胞、细胞和多细胞水平的生命系统通常是包含活性粒子的拥挤系统。这些粒子的主动运动也可以推进被动粒子，这通常导致被动粒子的增强的有效扩散。在这里，我们研究了扩散的被动示踪粒子在这样一个密集的系统中的主动人群使用最小晶格模型，将粒子相互推动。我们发现，该模型具有几个制度的运动和量化的增强扩散的密度和活动的积极拥挤的函数。此外，我们证明了示踪剂扩散和活性粒子的聚集，抑制增强扩散的相互作用。被动和主动拥挤的混合物的模拟表明，一个相当小的分数的活性粒子是足够的观察增强扩散。
2020-06-17 cond-mat.soft
Using microrheology to study dynamical heterogeneities
Universidad de Almería（阿尔梅里亚大学）；Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
本研究采用被动微流变学结合朗之万动力学模拟与模式耦合理论，分析近玻璃转变密度硬胶体系统的动力学异质性，揭示示踪粒子动力学的耦合转变规律及迁移率区域的密度依赖特性。
2026-09-02 cond-mat.soft
Extracting maximum power from active colloidal heat engines
胶体热机通过操纵受限示踪剂从波动浴中提取能量。考虑到一个自走式示踪剂包围浴被动胶体，我们优化发动机性能的基础上，最大可用功率。我们的方法依赖于一个绝热的平均场处理浴粒子，减少了多体描述成一个有效的示踪剂动力学。它使我们揭示，当在恒定的活动操作时，发动机只能产生比其被动对应物少的最大功率。相比之下，等温发动机的输出功率，与循环变化的自推进没有任何被动等效操作，表现出最佳的限制和活动。直接数值模拟的微观动力学支持这些结果的有效性，甚至超出平均场制度，与潜在的相关性的实验发动机的设计。
2018-04-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active microrheology in corrugated channels: comparison of thermal and colloidal baths
胶体悬浮液在多孔材料中的动力学与在本体中的动力学有很大的不同。特别是，在多孔材料中，具有复杂形状的边界的存在使纵向和横向自由度纠缠在一起，从而导致悬浮液的传输与壁引起的密度不均匀性之间的耦合。模型多孔介质中的胶体悬浮液的特征在于通过主动微观流变学，其中净力施加在单个胶体（示踪粒子）上，然后研究其输运性质。利用主动微流变学提供的轨迹来确定局部输运系数。为了评估胶体-胶体相互作用的作用，我们将示踪剂嵌入胶体悬浮液中的情况与示踪剂悬浮在理想浴中的情况进行比较。结果表明，随着通道宽度的增大，摩擦系数增大，通道通过时间分布变宽。这些功能获得示踪剂悬浮在（热化）胶体浴以及理想的热浴的情况下。这些结果突出了运输限制的相关性，并显示出对胶体/热浴的轻度依赖。最后，我们合理化我们的数值结果与半解析模型。有趣的是，该模型的预测是定量可靠的温和的外力，从而提供了一个可靠的工具，预测跨多孔材料的传输。
2021-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Behavior of passive polymeric tracers of different topologies in a dilute bath of active Brownian particles
通过二维模拟研究了稀薄活性粒子浴中不同拓扑被动高分子示踪剂的动力学，发现活性粒子积累诱导的臂配对使星型高分子在高活性下展现独特动力学行为。
2025-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
How boundary interactions dominate emergent driving of passive probes in active matter
通过粗粒化模拟揭示活性浴中胶体探针的类活性运动主要由边界处活性粒子的自发聚集推动，且探针动力学性质随尺寸非单调变化。
2024-01-17 cond-mat.soft
Mesoscale flows in active baths dictate the dynamics of semi-flexible filaments
研究发现半柔性丝状物的动力学由其长度与主动浴特征尺寸的比例决定，通过实验揭示了主动流动与弹性阻力的相互作用。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active transport of a passive colloid in a bath of run-and-tumble particles
该研究通过随机模拟和渐近理论分析被动胶体在run-and-tumble微游泳者浴中的输运，提出半解析模型，发现低密度、低迁移率比和高活性下理论与模拟定量一致。
2024-03-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Passive particle in an active bath: How can we tell it is out of equilibrium?
本文研究活性粒子流体中被动探针的非平衡诊断问题，发现仅凭探针轨迹无法识别非平衡特征，提出通过探针对微小扰动的响应违反第一涨落耗散定理来判定非平衡态。
2024-01-15 cond-mat.soft
Enhanced directionality of active processes in a viscoelastic bath
通过驱动胶体在粘弹性浴中的实验，发现粘弹性使平均注入功率比粘性介质提高约50%并显著减少负功涨落，从而增强驱动过程的方向性。
2023-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of self-propelled tracer particles inside a polymer network
示踪剂颗粒通过网状环境如生物水凝胶和聚合物基质的运输在自然界中是普遍存在的。这些示踪剂可以是被动的，例如胶体或主动的（自推进的），例如合成纳米马达或细菌。原则上，计算机模拟在探索示踪粒子通过网状环境的主动（自推进）运输机制方面应该是非常有用的。因此，我们在金刚石晶格上构建了一个聚合物网络，并使用计算机模拟来研究网络内部球形自推进粒子的动力学。我们的主要目标是阐明作为示踪剂的大小和刚度的聚合物网络的函数的示踪剂粒子的动力学的自推进的效果。我们计算的时间平均均方位移（MSD）和范霍夫相关的示踪剂。一方面，对于较大的粘性粒子，网络粒子的束缚作用胜过了自推进作用的逃逸作用;这导致中间时间亚扩散。另一方面，较小的示踪剂或具有高自推进速度的示踪剂可以很容易地逃离笼子并表现出中间时间的超扩散。网络越硬，示踪剂的动力学越慢，并且较大的示踪剂表现出更长的中间时间超扩散，因为持续时间按$\sim σ^3$标度，其中$σ$是示踪剂的直径。在中间时间，非高斯性是更明显的活动示踪剂。在很长一段时间内，示踪剂的动力学，如果被动或弱主动，成为高斯和扩散，但保持平坦的示踪剂具有高的自推进，占其看似不受限制的运动在网络内。
2022-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay of activity and non-reciprocity in tracer dynamics: From non-equilibrium fluctuation-dissipation to giant diffusion
University of Delhi（德里大学）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究揭示了非互惠相互作用如何通过非平衡波动-耗散关系影响示踪体扩散，发现非互惠性增强导致巨扩散，对主动软物质和生物系统有重要影响。
2026-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Random walk of passive tracers among randomly moving obstacles
背景资料：这项研究的主要动机是需要了解生物分子（甚至是更大的物体）的扩散行为如何受到活细胞内其他运动的大分子，细胞器等的影响，从而有可能了解随机行走的生物分子是否也受到长距离力场的影响，将其推向目标。方法：本文利用连续时间随机游动（CTRW）技术，研究了随机环境中被动扩散粒子在由随机运动和相互作用的障碍物组成的拥挤环境中的随机游动问题。结果如下：计算出的相关物理量是被动示踪剂的扩散系数，该扩散系数是作为平均障碍物间距离的函数计算的。结论：这里报告的结果表明，如果一个生物分子，让我们称之为测试分子，在其他独立相互作用的分子存在下向其目标移动，它的运动可以大大减慢。因此，如果这种减慢可能损害待由测试分子执行的任务的效率，则将需要一些加速因子。分子间电动力是作为加速因子的良好候选者，因为它们可以在像胞质溶胶这样的介质中在长距离处起作用，而不管其离子强度如何。
2016-01-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Tracer Dynamics in Crowded Active-Particle Suspensions
我们推导出运动方程的均方位移（MSD）的主动布朗粒子（ABP）在拥挤的环境中建模的密集系统的被动布朗粒子，和被动示踪粒子在密集的主动布朗粒子系统，使用投影算子计划。示踪粒子与稠密宿主环境的相互作用产生强烈的记忆效应。评估这些大约在最近开发的模式耦合理论的框架内的玻璃化转变的活性布朗粒子（ABP-MCT），我们讨论了各种制度的活动引起的超扩散运动和密度引起的次扩散运动。该理论的预测结果与事件驱动的布朗动力学模拟方案的二维主动布朗硬盘的动力学结果吻合良好。
2021-07-26 cond-mat.soft
Active bacterial baths in droplets
本研究利用液滴内细菌活性浴中的被动示踪器，揭示动量传递表现为有色噪声，扩散率随浓度线性变化并受限制因子调制，为受限活性浴输运性质提供新见解。
2025-01-23 cond-mat.soft
Active suspensions of bacteria and passive objects: a model for the near field pair dynamics
近场流体动力学相互作用是必不可少的，以确定许多重要的新兴行为观察到的主动悬浮液，但尚未成功地建模至今。在这项工作中，我们提出了一个有效的模型，能够有效地捕捉近场流体动力相互作用的本质，数值验证的教学模型系统组成的E。大肠杆菌和球形示踪剂。所提出的模型有效地捕捉所有的细节，近场流体动力学通过只有一个张量系数的阻力，这是根本不同的，因此不能被取代，一个有效的相互作用的保守性。在一个关键的测试情况下，研究散射角的细菌示踪剂对动力学，计算的基础上提出的模型揭示了一个区域的参数空间中的细菌被困的球形示踪剂，一种现象，经常在实验中观察到，但不能解释任何现有的模型。
2020-02-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microscopic origin of tunable assembly forces in chiral active environments
本文研究了活性浴中被动溶质间相互作用的微观起源，发现非手性活性浴无法动态引发组装，而手性活性粒子能产生稳定的长程组装力，其机制与奇扩散张量通量相关。
2024-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Poisson-shot-noise hybrid machines: efficiency and quasistatic divergence
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）；Okinawa Institute of Science and Technology (OIST)（冲绳科学技术大学院大学）；ICTP – The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati（国际高等研究院）；Institute of Physics & Astronomy, University of Potsdam（波茨坦大学物理与天文学研究所）
研究过阻尼布朗粒子在谐振势阱中同时接触热浴和活性浴的随机热机模型，通过泊松散粒噪声模拟活性浴，发现混合机器在特定参数下可超越卡诺效率，并引入信息论度量“准静态散度”来界定真实效率。
2026-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium fluctuations and nonlinear response of an active bath
我们分析了被动胶体探针浸入主动浴中的动力学过程，研究了三个物理过程：（1）由主动浴传递到探针的非平衡涨落，（2）探针在被驱动通过主动浴时所经历的摩擦，以及（3）探针返回到其平衡位置的力松弛。我们测量局部力动力学，其中所有以下特征都是$\mathcal{O}(1)$的：探针胶体相对于活性浴颗粒的尺寸;探针胶体相对于活性颗粒的特征游程长度的尺寸;以及探针运动到活性颗粒的持续时间的时间尺度。我们发现，在Péclet（Pe）$\ll 1$处，活性悬浮液表现出剪切稀化，降至溶剂粘度（但不低于）;在$0.85 <$ Pe处，$\leq 5.1$活性浴剪切增稠;在Pe处，$\geq 8.5$活性浴的有效粘度显示出增稠和平台效应降低。这些结果与最近的建模和模拟的非线性流变学的各向同性的活性浴，提供实验验证，并建议模型预测延伸到中等密度的悬浮液。此外，我们观察到，力波动的分布取决于Pe，不像在被动平衡浴。最后，我们测量从活性浴到探针的能量传递速率为$\langle J \rangle \approx 10^3$ $k_B T/$ s，这导致探针的有效扩散增加了$\sim 2$倍。
2022-03-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Rapid-Prototyping a Brownian Particle in an Active Bath
粒子被外力踢出，产生不同于热扩散的移动性，这是活性物质问题的一个标志性特征。在这里，我们将其映射到一个最小的实验和理论模型，涵盖了通常的活性物质系统的广泛的时间和长度尺度。在光阱产生的谐振势中扩散的粒子被具有时间相关性的程序力以随机间隔踢出，踢出过程遵循泊松过程。该模型的通用的简单性，使我们能够找到的条件，位移是高斯（或不），扩散是如何扰动（或不）踢，并量化散热，以保持在一个活跃的浴的非平衡稳态。该模型再现了实验结果的示踪剂的流动性在一个活跃的浴游泳藻细胞。它可以被用来作为一个随机动态模拟布朗对象在各种活动浴没有机械的理解，由于协议的通用框架。
2021-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intermittency Signatures in the Deformation of a Passive Droplet in Active Turbulence
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究所穆哈利分校）
通过全分辨率向列型流体动力学模拟，研究二维拉伸主动向列型湍流中被动向列型液滴的变形统计。发现液滴纵横比可探测主动浴，其增量有重尾分布等，揭示时间间歇性，且归一化间歇性在低活性时最强。
2026-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy production of active particles and for particles in active baths
在一个外部潜在的活性粒子的熵产生确定通过一个物理上一致的最小晶格模型，其中包括提供的推进和普通的平移噪声的化学反应。在连续极限中，一个独特的表达式如下，包括一个直接的贡献，从积极的过程和一个间接的贡献，从普通的扩散运动。从相应的朗之万方程，这种物理熵的产生不能通过传统的，但在这里模棱两可，向前和时间反演轨迹的比较推断。概括几个相互作用的主动粒子和被动粒子浴主动的明确提出，进一步的简要说明。
2017-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A particle-resolved rheological study of chirality transfer and odd transport
Raymond & Beverly Sackler School of Chemistry, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒化学学院）；Institut für Theoretische Physik II: Weiche Materie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学理论物理第二研究所：软物质）；Physics department, University of Rome La Sapienza（罗马第一大学物理系）；Raymond & Beverly Sackler School of Physics and astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院）
通过粒子分辨实验、多体模拟和粗粒化理论，研究了对称被动示踪物在手性活性浴中因局部碰撞而表现出的手性传递和奇数输运，并揭示了非线性摩擦在将手性活性涨落整流为宏观奇数响应中的关键作用。
2026-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motion of active tracer in a lattice gas with cross-shaped particles
我们分析了嵌入热格子气中的活性示踪粒子的动力学。所有的粒子都受到排斥，直到正方形晶格上的第三近邻，这导致在高密度下的缓慢动力学。对于没有旋转扩散的示踪剂的情况下，我们推导出一个解析表达式的示踪剂的漂移速度v的非平衡密度相关性，涉及示踪剂粒子和它的邻居，我们使用数值模拟验证。我们表明，被动系统的属性单独不足以描述即使是这个简单的系统的一个单一的非旋转的主动示踪剂。对于大的活动和低密度，我们开发了一个近似V。对于示踪剂经历旋转扩散独立于其邻居的情况下，我们将其扩散系数的热扩散系数和V。最后，我们研究动力学的示踪剂的旋转是有限的存在下，相邻的粒子。我们发现，这种旋转锁定的效果可以定量描述的旋转速率的减少。
2018-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Absolute negative mobility of an active tracer in a crowded environment
本文通过微观理论揭示活性示踪粒子在拥挤晶格环境中出现绝对负迁移率的机制，解析计算其速度并确定参数条件，同时阐明其与负微分迁移率的关系。
2022-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective temperature of active matter
我们遵循一个相互作用的自我推进的机动粒子与平衡的热浴接触的合奏动力学。我们发现，波动耗散关系允许定义一个有效的温度，这是兼容的结果使用示踪粒子作为温度计。有效温度取高于浴的温度的值，并且其由电机强度连续控制。
2011-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Anisotropic dynamics of a self-assembled colloidal chain in an active bath
暴露于非平衡（有源）噪声的各向异性大分子在生物系统中非常常见，因此准确理解其各向异性动力学至关重要。在这里，我们实验研究了孤立链的动力学组装的磁性微粒在液-气界面和移动的活性浴组成的运动E。大肠杆菌我们通过粒子追踪研究了内链动力学和各向异性质心动力学。我们发现，无论是内部和质心动力学大大增强相比，被动的情况下，即，没有细菌的系统，并且质量扩散系数$D$的中心具有作为链长的函数的非单调依赖性。此外，我们的研究结果表明，$D$平行和垂直于所施加的磁场的方向的组件之间的关系被保存在主动浴相比，被动的情况下，在平行方向上具有较高的扩散，在文献中以前的研究结果。我们认为，这种质的差异是由于实验几何形状和条件的细微差异，以及远程流体动力学相互作用和短程碰撞所发挥的相对作用。
2020-06-18 cond-mat.soft
Mode-Coupling Theory for Tagged-Particle Motion of Active Brownian Particles
我们推导出一个模式耦合理论（MCT）来描述在两个空间维度的活性布朗粒子（ABPs）的稠密系统中的示踪粒子的动力学。ABP经历平移和旋转布朗动力学，并配备有一个固定的自推进速度沿其取向矢量，描述了他们的主动运动。由此产生的运动方程的标记粒子密度关联函数描述的各种情况下的示踪剂动力学接近玻璃化转变：一个被动的胶体粒子在ABP的悬浮液中，一个单一的活性粒子在玻璃形成的被动主机悬浮液，和在一个浴的活性粒子的活性示踪剂。这些情况下，假设硬球粒子之间的相互作用的数值结果。对事件驱动的布朗动力学（ED-BD）模拟的主动和被动硬盘的理论的定性和定量的准确性进行了测试。模拟和理论被发现在定量协议，提供一个调整的整体密度（已知从玻璃态动力学的被动描述），并允许在主动主机系统的自推进速度的重新调整。这些调整解释了ABP-MCT通常高估动力学阻滞趋势的事实。我们还确认在模拟中的瞬态和稳态动力学密度关联函数的一个独特的功能，他们缺乏对称性下的时间反演，展示了系统的非平衡性质，以及它如何体现在理论。
2021-07-27 cond-mat.soft
Transport of a self-propelled tracer through a hairy cylindrical channel: interplay of stickiness and activity
由马达蛋白辅助的生物分子的主动运输对于细胞活动的正常运作是必要的。受拥挤的细胞通道中的活性剂的扩散的启发，我们计算研究通过聚合物接枝的圆柱形通道的活性示踪剂的运输通过改变示踪剂的活性和示踪剂的粘性的聚合物。我们的研究结果表明，被动示踪剂表现出深刻的亚扩散，增加粘性，通过探索深入到接枝聚合物区，而纯粹的排斥一个更喜欢通过沿圆柱轴的通道创建的孔状空间扩散。相反，活性示踪剂显示更快的动力学和中间超扩散，即使示踪剂优先保持接近致密的聚合物区域。示踪剂径向位移概率密度分布中的尖峰进一步支持了这一观察结果。我们发现，活性在决定示踪剂通过狭窄通道的途径中起着重要的作用。有趣的是，增加活性会抵消粘性的影响。此外，van-Hove函数表明，活性示踪剂动力学偏离高斯性，偏离程度随着活性的增加而增加。我们的工作直接影响到如何有效的运输和交付货物可以通过一个有限的介质中的活动，相互作用和拥挤的相互作用。展望未来，这些因素对于理解人工自供电机器通过细胞通道导航和执行体内挑战性任务的机制至关重要。
2022-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of ellipsoidal tracers in swimming algal suspensions
被动示踪剂在活性流体中的扩散增强是活性流体的普遍特征，近年来得到了广泛的研究。与平衡复杂流体的微观流变学类似，不寻常的增强粒子动力学揭示了活性流体的内在性质。尽管如此，以前的研究表明，球形示踪剂的平移动力学是定性相似的，独立于活性粒子是推动者还是拉动者-活性流体的两个基本类别。是否有可能通过简单地对被动示踪剂的动态成像来区分推动者和拉动者？在这里，我们研究了孤立的椭球体在藻类C。reinhardtii悬浮液-一种puller-type活性流体的模型。结合我们以前关于E型推进器的结果，大肠杆菌悬浮液[Peng等人，物理修订版信函116，068303（2016）]，我们表明，不对称示踪剂的动力学显示出由于其旋转自由度而导致的推动器和拉动器的深刻差异。虽然实验室框架的平移和旋转的椭球体的增强在推和拉，类似于球形示踪剂，各向异性扩散的椭球体框架中显示出相反的趋势，在两类活性流体。当椭球体浸没在牵引器中时，其沿长轴的扩散最快，而在推进器中，其沿长轴的扩散最慢。这种显著的差异可以用一个简单的流体动力学模型来定性地解释。此外，我们的研究表明，藻类悬浮液的近场平流对椭球体的平移和旋转的影响表现出不同的范围和强度。我们的工作不仅提供了新的见解，普遍的组织原则的活性流体，但也是一个方便的工具，检测类活性粒子。
2016-10-05 cond-mat.soft
Dynamics of a spherical self-propelled tracer in a polymeric medium: interplay of self-propulsion, stickiness, and crowding
我们采用计算机模拟研究的动态自推进的球形示踪粒子在粘弹性介质中，由一个长的聚合物链。在这里，粘弹性，粘性和活动（自推进）之间的相互作用带来了额外的复杂性示踪剂动力学。模拟结果表明，随着示踪粒子与聚合物微球的粘附力的增加，示踪粒子的动力学随其粘附在聚合物微球上而减慢，并随其移动，但随着自推进速度的增加，动力学增强.在增加粘性以及活性的情况下，非高斯参数（NGP）表现出非单调行为，这也显示在van-Hove函数的重新缩放的自身部分中。由于增强的结合事件和示踪剂随着链的粘性增加的粘性运动，导致非高斯性。另一方面，随着活性的增加，最初非高斯性随着示踪剂移动通过非均相聚合物环境而增加，但对于更高的活性，逃逸导致负NGP。粘性越大，被动示踪粒子的捕获时间分布越宽，并且有较长的拖尾。另一方面，对于给定的粘性，随着自推进力的增加，其变得更窄并且具有短的尾部。我们相信，我们目前的模拟研究将有助于阐明在粘弹性介质中的活动驱动探头的复杂运动。
2022-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microrheology of colloidal suspensions via Dynamic Monte Carlo simulations
了解胶体悬浮液的流变性对于制定广泛的行业相关产品至关重要。为了解释这些软材料的粘弹性行为，人们可以分析胶体示踪剂通过宿主流体扩散并产生局部变形和应力的微观动力学。这种技术被称为微观流变学，它将流体的整体流变学与颗粒尺度的微观动力学联系起来。如果示踪剂受到外力的作用，而不是自由扩散，则称为活性微流变。受微观流变学在提供胶体玻璃、活性物质或生物体系等复杂系统局部结构信息方面的影响，我们将动态蒙特卡罗（DMC）技术扩展到研究胶体中的活性微观流变学。原来的DMC框架，能够准确地描述在平衡状态下的胶体的布朗动力学，在这里重新考虑和扩展到描述的外力拉示踪剂嵌入在各向同性的胶体悬浮液在不同的密度的影响。为此，我们研究了球形示踪剂的动力学由一个恒定的外力拖动通过一个浴缸的球形和棒状粒子的可比大小。我们可以提取其有效摩擦系数的有价值的细节，在小的和大的外力值是恒定的，但在其他方面显示出非线性行为，表明力变薄制度的发生。我们的DMC模拟结果与过去的Langevin动力学模拟和理论工作的球形胶体浴在很好的定量协议。在各向同性相的棒状粒子的浴进行了研究，并显示一个例子，其中DMC是更方便比布朗或朗之万动力学，在这种情况下，在处理粒子旋转。
2021-07-20 cond-mat.soft
Janus microswimmers are poor hydrodynamic mixers
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
通过实验和数值模拟研究光催化二氧化硅-二氧化钛Janus微球在集体行为阈值以下的密度下对示踪粒子扩散性的增强，发现近场相互作用主导增强，且单独的水动力学不足以引起大扩散系数被动组分的显著混合。
2024-04-02 cond-mat.soft
Diffusion in systems crowded by active force-dipole molecules
对含有活性蛋白质的系统的实验研究表明，被动示踪粒子和活性分子的扩散系数大于不存在化学活性时的相应值，所述活性蛋白质经历催化化学反应驱动的构象变化。对于这种行为已经提出了各种机制，其中包括在细丝上移动的分子马达的力偶极相互作用和活性蛋白质产生的集体流体动力学效应。模拟了一个多组分系统，其中包含在开放和封闭状态之间循环的活性哑铃分子，一个被动示踪粒子和溶剂分子。与实验一致，它表明，被动粒子和哑铃本身的扩散系数增强时，哑铃是主动的。哑铃的体积分数上的扩散增强的依赖性被确定，和拥挤的影响，由活跃的哑铃分子示出不同的，由于非活性分子。
2017-02-24 cond-mat.soft
