Effective interactions in active Brownian particles
University of Oxford（牛津大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文提出通过反推方法获得活性布朗粒子系统中有效相互作用势能，并探讨其在描述系统结构及测量化学势方面的应用。
2026-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on "Flocking without Alignment Interactions in Attractive Active Brownian Particles [arXiv:2303.07746]"
本文评论了吸引性活性布朗粒子无需对齐相互作用即可群集的论点，指出其缺乏长程关联和定向运动等群集核心特征。
2023-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Motion in Two Dimensions
本文研究了单个活性布朗粒子在二维空间中的动力学行为。ABP具有由旋转扩散常数$D_R$设置的固有时间尺度$D_R^{-1}$。我们表明，在短时间$t \ll D_R^{-1}$，“活性”的存在下，在一个强烈的各向异性和非扩散动力学的$(xy)$平面的结果。我们精确计算的边缘分布的$x$和$y$位置坐标以及径向分布，这都是非布朗。此外，我们表明，在早期，ABP具有异常的首次通过性能，其特征在于非布朗指数。
2020-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between timescales governs the residual activity of a harmonically bound active Brownian particle
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究通过实验、模拟和解析计算，揭示谐势束缚活性布朗粒子的稳态分布交叉由persistence时间与平衡时间的比值决定，而非推进速度，明确了时间尺度相互作用对其剩余活性的调控机制。
2026-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic derivation of the hydrodynamics of active-Brownian-particle suspensions
我们推导出流体动力学方程的运动由欠阻尼朗之万方程，减少到主动布朗粒子模型，在过阻尼限制的活性粒子的流体。收缩到流体动力学的描述是通过局部平均的粒子动力学与非平衡多粒子概率密度，其形式化的表达是通过多时间尺度分析发现在物理相关的限制高摩擦。这种方法允许识别的条件下，自推进可以归入流体应力张量，从而系统地和明确地定义的局部压力的主动流体。
2016-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pair-distribution function of active Brownian spheres in two spatial dimensions: simulation results and analytic representation
本文研究了二维空间中球形活性布朗粒子与Weeks-Chandler-Andersen势相互作用的全对分布函数。完整的对分布函数依赖于描述两个粒子的相对位置和方向的三个坐标，指定粒子活动的Péclet数，以及它们的平均堆积密度。这个五维函数是从布朗动力学模拟得到的。我们讨论它的结构，考虑到它的所有自由度。此外，我们提出了一个近似的解析表达式的产品的全对分布函数和粒子间的力量。我们发现，解析表达式，这是通常需要推导的解析模型时，积极的布朗粒子的集体动力学，是在良好的协议与模拟结果。本文的研究结果对进一步研究活性布朗粒子和非平衡统计物理具有一定的参考价值。
2020-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Transport Processes in Active Fluids II: Equations of Hydrodynamics for Active Brownian Particles
我们执行一个粗粒度分析的范例活性物质模型，活性布朗粒子，产生一个连续描述的质量，线性和角动量，能量的平衡定律。线性动量平衡的推导揭示了主动力直接表现为与类序参量指向矢场成比例的连续水平的体力，因此需要其自身的演化方程来完成系统的连续描述。我们推导出这个方程，表明在这个过程中，大电流可能会持续在均匀的系统中，只有在存在的粒子间对齐的相互作用。此外，我们进行了第二次粗粒化的线性动量的平衡，并推导出主动或游泳压力的机械平衡的情况下的表达式。
2019-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Brownian cyclic engine operating in a viscoelastic active suspension
我们研究了一个模型的斯特林发动机组成的被动布朗粒子的谐波势和相互作用的主动布朗粒子的悬浮液，自推进在粘性溶剂中，循环运行在等温条件下通过时间变化的陷阱刚度和主动粒子的自推进速度。我们推导出一个有效的随机运动运动方程的被困布朗粒子，其中包括摩擦记忆内核，以及热和主动波动力，由于其耦合与主动悬架，我们分析计算的效率的发动机在准静态极限。我们发现，平均而言，发动机能够产生机械功，其效率取决于系统的不同时间尺度之间的相互作用，其中，与具有瞬时摩擦的系统的情况相比，随后的主动悬架的粘弹性的一般效果是降低布朗发动机的准静态效率。然而，在系统的参数空间中存在这样的记忆效应在发动机的性能中可忽略的区域，因此有效地表现为与在与活性颗粒的推进速度相关的两个不同温度下工作的惰性粘性浴接触。
2022-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spectral density of individual trajectories of an active Brownian particle
我们研究分析的单轨迹谱密度（STSD）的一个积极的布朗运动所表现出的，例如，由一个化学活性Janus胶体的动力学。我们评估标准定义的谱密度，即STSD平均超过一个无限长的观测时间$T$的限制的轨迹的统计合奏，也超越了标准分析，考虑的变异系数$γ$的STSD的分布。此外，我们分析了有限的$T$行为的STSD和$γ$，确定的STSD的空间分量之间的互相关，并解决平移扩散的影响的功能形式的谱密度。我们得到的精确表达式揭示了主动布朗运动与被动运动相比的许多独特特征，这些特征允许仅根据单个轨迹的谱内容来区分这两类运动。
2021-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian motion in a single-relaxation viscoelastic fluid
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究扩展了模拟单弛豫粘弹性流体的布朗动力学模型，分析并模拟了主动布朗粒子在粘弹性介质中的两类主导动力学 regime，与实验定量吻合，为相关研究提供了可控的粘弹性环境。
2026-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical pressure and work cycle of confined active Brownian particles
我们推导出一个解析表达式的机械压力的一个通用的一维模型的封闭的活性布朗粒子（ABPs），是有效的所有值的Peclet数Pe和所有限制的情况。我们的模型再现了已知的体压与Pe ^[2]的标度关系，而在强约束压力下则与Pe标度关系。我们的分析结果很好地再现了模拟的ABPs在2D。我们使用压力公式来计算发动机所做的功及其效率。特别是，效率最大化的工作周期与有限的周期，而不是在无限慢循环的限制，在热力发动机。
2021-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pair correlation of dilute Active Brownian Particles: from low activity dipolar correction to high activity algebraic depletion wings
本文采用数值模拟和解析计算相结合的方法研究了低密度下活性布朗粒子的对关联。我们观察到一个翅膀对相关性：而粒子积累在前面的一个活性粒子的预期，耗尽尾流由两个耗尽翅膀。在软粒子的限制，我们得到一个封闭的方程对相关，使我们能够表征耗尽翼。特别是，我们揭示了两个政权在高活性的翅膀采取自相似的配置文件和代数衰减。我们还进行了自推进的Janus粒子的实验，并确实观察到了耗尽翼。
2020-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Ratchet transport of interacting active Brownian particles
相互作用的主动（自推进）布朗粒子的定向运输的数值研究在受限的几何形状（熵障碍）。自推进速度可以打破物质平衡，诱导定向输运。发现活性粒子之间的相互作用对棘轮输运有很大的影响。对于吸引粒子，随着相互作用强度的增加，平均速度先减小到最小值，然后增大，最后减小到零。对于排斥粒子，当相互作用很弱时，存在一个临界相互作用，在该临界相互作用下，粒子的平均速度最小，几乎趋于零;而对于强相互作用，粒子的平均速度与相互作用无关。
2015-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian motion with memory delay induced by a viscoelastic medium
主动布朗运动是描述介观自推进粒子在牛顿流体中运动的一个成熟模型。基于广义Langevin方程，提出了一个考虑粘弹性介质时滞响应的具有记忆时滞的主动布朗运动的分析框架，该框架假设了平移和定向自由度的摩擦核均随时间变化.解析结果得到的取向关联函数，平均位移和均方位移，我们特别是评估的麦克斯韦流体的特点是由一个内核，在时间上呈指数衰减。此外，我们确定了记忆诱导的有效自推进力和粒子取向，我们量化的一个特殊的动态关联函数方面的延迟。在原则上，我们的预测可以验证在各种粘弹性环境，如聚合物溶液中的活性胶体颗粒。
2022-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrhenius-Type Description and Noise-Composition Dependence of Single-Vacancy Hopping in Active Brownian Crystals
Department of Physics, Graduate School of Advanced Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学先进理工学研究科物理系）
研究二维活性布朗粒子晶体中单空位跳跃，发现活性驱动下跳跃率不由自由粒子有效噪声幅度决定，被动极限下有阿累尼乌斯趋势，有效噪声依赖活性分数，揭示了活性晶体中有效温度描述对微观缺陷介导输运的失效。
2026-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure and Phase Equilibria in Interacting Active Brownian Spheres
我们从第一性原理推导出机械压力$P$，定义为在密度为$ρ$的球形、过阻尼、活性布朗粒子系统中，在边界壁上的每单位面积的力。我们的精确结果涉及$P$，在封闭的形式，散装搅拌机和显示，（i）$P(ρ)$是一个态函数，独立的颗粒壁相互作用;（ii）相互作用贡献两项$P$，一个编码的慢下来，驱动运动诱导相分离，和其他的直接贡献众所周知的被动系统;（iii）$P(ρ)$是平等的共存相。我们讨论了这些结果对活性布朗粒子运动诱导相分离的影响，并表明共存时的密度不满足$P$上的麦克斯韦构造。
2015-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic theory of motility induced phase separation for active Brownian particles
本研究针对活性布朗粒子碰撞特性，构建类Boltzmann–Enskog动理学理论，通过均匀态线性稳定性分析，揭示了标记粒子有效速度降低引发密度不稳定性的机制，为运动诱导相分离提供动理学解释。
2024-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective Cahn-Hilliard equation for the phase separation of active Brownian particles
采用系统的粗粒化策略，分析了排斥性活性布朗粒子到稠密相和稀相的动力学分离。我们推导出一个有效的Cahn-Hilliard方程的大长度和时间尺度，这意味着分离过程可以映射到被动粒子。发现一个较低的密度阈值聚类，并使用我们的方法，我们证明了聚类首先通过滞后成核的情况下，并在一个较高的阈值以上的变化到一个类似旋节的不稳定。我们的结果与粒子分辨的计算机模拟一致，并可以在人工或生物微泳者的实验中得到验证。
2013-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nucleation pathway and kinetics of phase-separating active Brownian particles
纯粹排斥但自推进的布朗粒子的悬浮液可能会经历相分离，这种现象非常类似于具有吸引力的被动粒子的相分离。在这里，我们采用计算机模拟研究成核动力学和微观途径积极的布朗磁盘时，淬火从均匀悬浮液的推进速度超越双结点在两个维度。我们发现相同的定性行为的成核率作为密度的函数作为被动悬浮液进行液-气分离，这表明一个有效的自由能的情况下，也延伸到相分离的动力学。我们研究的过渡更详细地通过一个committor分析，并发现，过渡态最好的描述由集群的大小和径向极化的粒子在集群中的组合。
2016-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic active Brownian particle in two dimensions under stochastic resetting
Amity University（阿米蒂大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Institute of Electronic Structure and Laser, FORTH-Hellas（希腊基础与研究基金会电子结构与激光研究所）
研究二维下各向异性主动布朗粒子在随机重置下的动态行为，揭示方向重置对维持不对称性的作用及稳态分布特征。
2025-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning the Viscosity and Jamming Point in Dense Active non-Brownian Suspensions
本文通过 run-and-tumble 粒子模拟研究稠密活性非布朗悬浮液，揭示活性如何降低黏度、移动阻塞点并改变力链结构，进而提出新本构定律。
2025-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Steady-state distributions of ideal active Brownian particles under confinement and forcing
我们开发了一种形式上精确的技术，用于获得非相互作用的活性布朗粒子在各种系统中的稳态分布。我们的技术从双向扩散方程理论的结果来解决稳态Smoluchowski方程的1-粒子分布函数。该方法被用来详细研究三种情况：1）限制在一个通道中，2）一个恒定的流量稳定状态，和3）在一个均匀的外场沉积。在每个场景中，已知的行为都被复制和精确量化，并呈现新的结果。特别是，在恒定通量状态下，我们推导出一个有效的扩散率，它插值之间的弹道行为的粒子轨迹在短距离和它们的扩散行为在大的距离。我们还计算了附近的壁，这补充了较早的研究远离壁的一部分，活性布朗粒子的沉降剖面。我们的技术很容易推广到其他活动模型，包括系统的活动建模的高斯有色噪声。
2017-04-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting of active Brownian particles with Lorentz force
被动扩散粒子系统在外磁场中的平衡性质不受洛伦兹力的影响。相反，活性布朗粒子表现出稳态现象，这取决于所施加的磁场的强度和极性。然而，洛伦兹力的有趣效应只有在系统中保持不平衡的密度梯度时才能观察到。为此，我们使用随机重置的方法在两个维度上的活性布朗粒子重置它们的线$x=0$在$y$方向上以恒定的速率和周期性。在随机重置下，主动系统进入非平凡的定态，其特征在于不均匀的密度分布、极化和垂直于密度梯度的体积通量。我们表明，而对于一个均匀的磁场的主动系统的稳定状态的属性可以从它的被动对应，新的功能出现在一个不均匀的磁场的情况下，没有对应的被动系统。特别地，存在一个依赖于活性的阈值率，使得对于较小的重置率，活性粒子的密度分布变得非单调。我们还研究了平均首次通过时间的$x$轴，并发现一个令人惊讶的结果：它需要更多的时间从任何给定的点到达目标的情况下，当磁场增加远离轴。使用布朗动力学模拟的理论预测进行验证。
2020-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-Dimensional Active Brownian Particles Crossing a Parabolic Barrier: Finite Rectangular Domain with Absorbing Boundary Conditions
Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）
研究二维活性布朗粒子在有限矩形域中穿越抛物线障碍的动力学行为，通过扰动理论求解福克-普肯杰方程，分析活动性对生存概率和首次通过时间分布的影响。
2026-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of chirality on active Brownian particle: Exact moments in two and three dimensions
该研究针对二维和三维含平移扩散的手性活性布朗粒子，提出拉普拉斯变换法精确求解动力学矩演化，得到多阶矩解析表达式，揭示手性与持续性的影响及中间时段的非高斯特性。
2024-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous fluctuations in homogeneous fluid phase of active Brownian particles
巨数涨落（GNF）是在极性或极性流体中普遍存在的一种异常现象。在本文中，我们表明，GNF产生的流体相的活性布朗粒子（ABP），其中的极性秩序是缺席。ABP中的GNF在一个大的但有限的长度上延伸，其特征在于不断增长的速度相关性。为了抑制不必要的相分离，并允许人们在大的活动中探索无序的流体相，我们赋予ABP惯性或质量。一个线性化的流体动力学理论捕捉我们的发现，但只是定性的。我们在数值上发现了一个非平凡的密度关联函数的标度关系，这是线性化理论无法解释的。结果表明，即使在无序的均匀流体相的方向秩序的情况下，无处不在的异常波动。
2023-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian heat engine with active reservoirs
微生物如细菌是活性物质，它们消耗化学能并产生其独特的奔跑和翻滚运动。一群这样的微生物提供了一个非平衡的活性环境，其噪声特性不同于那些热平衡水库。一个重要的区别是一个有限的持续时间，这是相当大的相比，平衡噪声，也就是说，有源噪声着色。在这里，我们研究了一个中观能量收集设备（发动机）与主动水库利用这种噪声的性质。对于一个简单的线性模型，我们分析表明，发动机的效率可以超过传统的卡诺界限，从而释放的功率效率权衡约束，并在最大功率的效率可以克服Curzon-Ahlborn效率。我们发现，主动发动机的至高无上的关键取决于两个主动水库的时间尺度对称性。
2020-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Path Integral for the Active Brownian Particle in a Harmonic Potential
本研究提出适用于简谐势中活性布朗粒子的随机路径积分方法，可推导含时矩解析表达式与位置概率分布级数展开，相比本征函数展开法更易推广，并验证了其处理带活性力矩体系的通用性。
2025-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育研究所浦那分校物理系）
研究通过活性颗粒自推进调控悬浮液剪切增稠行为，揭示了活性对流变学的增强作用及无量纲应力参数的调节作用。
2026-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flocking without alignment interactions in attractive active Brownian particles
本文通过吸引性活性布朗粒子模型证明，无需对齐相互作用也能产生集群行为，并揭示了从无序多团簇相到单一集群相的一级相变，挑战了传统观点。
2023-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frictional Active Brownian Particles
在高剪切速率下，摩擦力影响硬球胶体的流变性。在这里，我们证明，通过数值模拟，它们也影响了动态的活性布朗粒子，和他们的运动诱导相分离。摩擦力增加了稀相中粒子的角扩散率，并防止碰撞粒子通过一个滑向另一个来解决它们的碰撞。这导致在体积分数运动平面中运动诱导的相图的定性变化。无摩擦系统只有在体积分数超过某一阈值时才随着运动性的增加而变得不稳定，而摩擦系统无论体积分数如何都变得不稳定。这些结果表明，通过调节颗粒的粗糙度来控制运动诱导相图的可能性。
2020-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-coupling theory for the steady-state dynamics of active Brownian particles
本文提出了一个二维球对称活性布朗粒子系统的稳态动力学理论。该理论的推导包括两个步骤。首先，我们将自推进积分出去，得到了粒子位置概率分布的多粒子演化方程。其次，我们利用投影算子技术和类模耦合因子分解近似导出了密度关联函数的运动方程。活性系统的非平衡特性通过稳态关联函数的存在来体现，该函数量化了粒子的微观稳态电流的空间相关性。该函数确定了短时动态对活动的依赖性。它还参与记忆矩阵的表达，从而影响长时间玻璃化动力学。
2019-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体，而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散，取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting transition of active Brownian particles on a thin membrane
我们研究了表面相变的非平衡模拟物在一个极小模型的活性粒子在接触一个纯粹的排斥性势垒，模仿一个薄的多孔膜。在本体运动诱导相分离的条件下，屏障的相互作用强度$\varepsilon_w$控制致密相对屏障区域的亲和力。当$\varepsilon_w$变化时，我们发现了润湿相变的清晰特征。与其平衡对应物一样，这种转变的特征取决于系统的维度：在2D中发现了具有大密度波动和气泡的连续转变，而3D系统表现出没有大相关性的急剧转变。
2021-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation and multibody effects in three-dimensional active Brownian particles
三维排斥性活性布朗粒子相图的模拟研究表明，高密度相和低密度相之间的运动诱导相分离区域被气-晶相分离区域包围。近临界位点和结构交叉可以另外用简单流体的类比来识别。出于惊人的相似性的行为与短程成对的吸引力的平衡流体，我们表明，直接映射到对潜在的稀释极限意味着相互作用，是不够吸引力，产生相分离。相反，这是由多体效应的出现驱动的，该多体效应与在足够高的数密度下发生的粒子笼化相关联。我们量化这些影响通过信息理论的措施$n$机构有效的相互作用提取的构型结构。
2020-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory for the Anomalous Phase Behavior of Inertial Active Brownian Particles
针对惯性对活性系统相行为的深刻影响，通过大量模拟表征惯性活性物质相行为并发展不依赖平衡概念的力学理论，定性捕捉液-气共存各方面及MIPS停止的惯性临界值，揭示粒子柔软性是MIPS重入效应的原因。
2025-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-Induced Microphase and Macrophase Separation in a Two-Dimensional Active Brownian Particle System
作为非平衡力的结果，纯排斥性自推进颗粒经历浓相和稀相之间的宏观相分离。我们提出了一个深入的研究，这种动力学诱导相分离（MIPS）在两个维度的活性布朗粒子的有序动力学，我们表明，它是一般伴随着微相分离。密相的生长遵循类似于液-气相分离的规律。然而，它是由六角微区的马赛克，其尺寸不会无限粗化，留下一个扩展的拓扑缺陷的网络，从微观稀释气泡出现。这些有限尺寸结构的特征长度随活性而增加，与初始条件的选择无关。
2021-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical mean-field theory and weakly non-linear analysis for the phase separation of active Brownian particles
最近，我们通过对密度和极化的有效流体动力学方程进行弱非线性分析，导出了活性布朗粒子的相分离动力学的有效Cahn-Hilliard方程[Phys. Rev. Lett. 112，218304（2014）]。在这里，我们更详细地开发和探索这种策略，并明确展示如何从微观动力学开始进行大规模的平均场描述。从这种方法中产生的有效自由能具有传统的金兹伯格-朗道函数的形式。在粗尺度上，我们的研究结果，从而同意与被动流体的吸引力的相互作用，通过全球有效自由能（迁移率诱导的相变）的主动相分离的映射。特别注意的是支付给平方梯度项必要的动态。最后，我们讨论了数值模拟结果证实了分析结果。
2015-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Drift-diffusion interplay in active Brownian particles under orienting field
University of Vienna（维也纳大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Akhiezer Institute for Theoretical Physics National Science Center “Kharkiv Institute of Physics and Technology”（阿赫梅泽尔理论物理研究所 国家科学中心“哈尔科夫物理技术研究院”）
提出磁场下三维活性布朗运动理论框架，揭示长时增强扩散与永久漂移，以及中间时标的非高斯位移统计，为优化搜索和靶向输运提供指导。
2026-07-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Particles in Random and Porous Environments
活性颗粒的运输可能发生在复杂的环境中，其中它是由活性组分的流动性和环境的淬火无序之间的相互作用而产生的。在这里，我们探讨的结构和动力学性质的主动布朗粒子（ABP）在随机环境中的固定障碍物在三维。我们考虑障碍物的不同布置。特别是，我们认为两个特定的情况下，实验可实现的设置。首先，我们模型钉扎粒子（非重叠）的随机位置，其次是在一个膨胀的凝胶结构，并提供了一个广泛的表征在这些复杂的环境中的ABPs的结构和动力学。我们发现，限制增加了动力学的不均匀性，新的被吸收和局部化的粒子群出现在障碍物附近。这种异质性具有深刻的影响，运动诱导相分离（MIPS）所表现出的颗粒在高活性，从成核和生长在随机无序的多孔环境中的复杂的相分离。
2023-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Novel dynamics for an inertial polar tracer in an active bath
Peking University（北京大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
研究揭示了惰性极性示踪剂在活性浴中的动态行为，通过投影算子方法将其映射为随机洛伦茨方程，揭示了多种动态模式，包括主动布朗运动、手性主动布朗运动、复杂混沌运动和折线主动布朗运动。
2026-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particle under stochastic orientational resetting
本文利用更新过程研究随机取向重置下主动布朗粒子的时空动力学，通过ISF和位移分布揭示旋转扩散与重置的耦合，并解析给出矩行为及长时有效扩散特征。
2024-05-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Partial and complete wetting of droplets of active Brownian particles
本研究通过数值模拟发现活性布朗粒子液滴在楔形几何中随势垒高度发生部分至完全润湿转变，并与平衡系统对比，定位了润湿转变点，为活性流体表面张力定义提供参考。
2023-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Equation of State: Metastability and Phase Coexistence
作为自推进和排斥体积相互作用之间的竞争的结果，纯排斥的自推进球形颗粒经历运动诱导相分离（MIPS）。我们进行了系统的计算研究，考虑到几个相互作用的潜力，系统限制硬墙或周期性的边界条件，和不同的初始协议。这种方法使我们能够确定，尽管其非平衡性质，活性布朗粒子（ABP）的状态方程跨越MIPS验证一阶液-气相变的特性，这意味着，一旦成核障碍已被克服，在相反的情况下，在过渡周围的滞后，只要系统保持在亚稳区的共存相的压力相等。我们的研究结果表明，ABPs的状态方程定量地解释了它们的相行为，提供了坚实的基础来描述MIPS作为一个平衡的相变。
2017-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of rotating clusters in active Brownian particles with visual perception
该研究通过朗之万动力学模拟探究了具视觉感知的活性粒子群体行为，发现中等视觉感知范围下会涌现旋转簇，且其持续运动与涌现结构密切相关，旋转簇的持续概率衰减极快、定向关联函数呈振荡行为。
2025-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dispersionless Flat Mode and Vibrational Anomaly in Active Brownian Vibrators Induced by String-like Dynamical Defects
本研究在近二维双分散活性布朗振子系统中发现低能横向平模及振动态密度反常超额，证实类弦动力学缺陷是其微观起源，为理解活性物质集体行为提供了新机制。
2024-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hunting active Brownian particles: Learning optimal behavior
我们数值研究了活跃的布朗粒子，可以通过一小部分的行动（切换他们的运动和转向左或右相对于一些方向），这是最近的实验与胶体自推进Janus粒子的动机，以响应环境的线索。我们采用强化学习来找到粒子状态和这些动作之间的最佳映射。具体来说，我们首先考虑一个捕食者-猎物的情况下，猎物粒子试图避免捕食者。作为奖励的平方距离的捕食者，我们讨论了三个状态动作集的优点，并表明，远离捕食者是最成功的策略。然后，我们删除的捕食者和雇用集体奖励的信号分子渗出的所有粒子的局部浓度，并表明，对齐的浓度梯度导致趋化崩溃成一个单一的集群。我们的结果为获得活性物质中的局域相互作用规则和设计集体态提供了一条很有前途的途径。
2021-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steering chiral active Brownian motion via stochastic position-orientation resetting
University of Vermont（佛蒙特大学）
通过随机位置-取向重置调控手性主动布朗粒子的运动，实现可调动态和传输模式转变。
2025-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Channel Formation Enhances Target Consumption by Chemotactic Active Brownian Particles
本文利用趋化活性布朗粒子模型，证明了在无记忆和无通信条件下，将目标位置信息编码于环境中能有效提高命中率、降低目标大小影响并增加目标总利用时间。
2025-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-Dimensional Active Brownian Particles Crossing a Parabolic Barrier: Transition-Path Times, Survival Probability, and First-Passage Time
本文研究了二维活性布朗粒子跨越抛物线障碍的过渡路径时间、生存概率和首次通过时间，揭示了活动性对这些特性的影响。
2026-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Diagram of Active Brownian Spheres: Crystallization and the Metastability of Motility-Induced Phase Separation
运动诱导相分离（MIPS）是纯粹排斥性活性粒子经历液-气相分离的现象，是非平衡相变最简单且研究最广泛的例子之一。在这里，我们表明，MIPS共存的状态实际上只有亚稳态的三维活性布朗粒子在一个非常广泛的条件下，在很长的时间内通过有序过渡，我们称之为活性结晶衰减。在MIPS临界点之上的活动，液体-气体双节点被晶体-流体共存曲线所取代，固体，液体和气体都共存于两条曲线相交的三相点。然而，从无序流体中成核活性晶体需要一种罕见的波动，这种波动表现出固相的近密堆积密度。相应的障碍，结晶是克服一个可行的时间尺度上只有在高活性，只有在流体密度接近最大包装。在平衡状态下，这种致密液体的玻璃化预期被主动力强烈地减轻，使得液体-气体共存的寿命随着活性的增加而稳定地下降，在模拟中表现为在极高活性下的容易的自发结晶。
2021-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static Structure of Active Brownian Hard Disks
利用事件驱动的布朗动力学模拟方法，研究了具有硬盘相互作用的二维主动布朗粒子（ABP）系统的静态结构变化。特别是，自推进速度和旋转扩散率的定向平均流体结构因子的效果进行了讨论。典型地，活性增加结构有序化并且在零波矢量处产生结构因子峰，这是运动诱导的相分离的前兆。我们的研究结果为检验未来主动布朗系统流体结构的统计理论提供了参考数据。
2017-12-24 cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles in power-law viscoelastic media
Utrecht University（乌得勒支大学）
研究活性布朗粒子在幂律粘弹性介质中的扩散行为，揭示平移与旋转动力学竞争导致超扩散持久性。
2025-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
