Memory formation in dense persistent active matter
本文研究致密活性物质中局部时空相关驱动对记忆形成的影响，通过可调相关性的振荡准静态驱动模拟无热无定形粒子堆积，发现重标度后记忆容量相当，而协同运动可提高形成效率。
2024-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of a colloidal particle coupled to a Gaussian field: from a confinement-dependent to a non-linear memory
浸入复杂介质中的胶体粒子的有效动力学通常用过阻尼线性朗之万方程描述其速度，该方程具有确定有效（随时间变化的）摩擦和波动相关性的记忆核。最近，在实验和数值模拟中已经表明，这种记忆可能取决于粒子受到的可能的光学限制，这表明这种描述并不能忠实地捕捉胶体的实际动力学，即使在平衡状态下。在这里，我们提出了一种不同的方法，在该方法中，我们模型的介质作为一个高斯场线性耦合到胶体。由此产生的有效的演化方程的胶体粒子功能的非线性记忆项，扩展以前的模型，并定性地解释了实验和数值证据中存在的限制。这个非线性项是通过一个新的波动耗散关系，我们推导出的有效噪声的相关性。
2022-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory Effects in Active Particles with Exponentially Correlated Propulsion
奥恩斯坦-乌伦贝克粒子（OUP）模型设想一个微观游泳者由一个在有限时间尺度上与自身相关的主动力推动。在这里，我们调查的影响外部电位上的一个理想的悬浮的OUP，在一个和两个空间维度，特别注意施加在“限制墙”的压力。我们采用了一个数学联系的局部密度的OUP和统计的推进力，以证明存在一个状态方程在一维。在更高的维度，我们表明，活性粒子在周围介质中产生一个非保守力场。提出了一个简化的远离平衡模型来解释OUP在电位附近的行为。在此基础上，我们解释模拟的OUP在更复杂的情况下，涉及不对称和空间弯曲的潜力，其特征在于不均匀的局部应力，从而导致在竞争的活动长度尺度。
2018-04-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crossover dynamics and non-Gaussian fluctuations in inertial active chains
Institute of Physics（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；Department of Physics and Astrophysics, University of Delhi（德里大学物理与天体物理学系）
研究了一维链中具有谐波最近邻相互作用的惯性活性粒子动力学，揭示了持久性、相互作用和惯性时间尺度的相互作用，通过格林函数方法推导出均方位移和均方速度变化，揭示了球形、扩散和亚扩散区域的多重交叉，并提供了标度系数和交叉时间的解析表达。
2025-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized Ornstein-Uhlenbeck Model for Active Motion
我们研究了一个一维模型的主动运动，它考虑到持久的自我推进的影响，通过记忆功能的耗散项的广义Langevin方程的粒子游泳速度。该模型是G. Szamel [Phys. Rev. E { \bf 90}，012111（2014）]。我们专注于两种不同类型的记忆中出现在许多自然系统：指数衰减和幂律，补充加性有色噪声。我们提供了速度自相关函数和均方位移的解析表达式，与数值模拟结果非常吻合。对于这两个模型，阻尼振荡的解决方案出现由于系统的记忆和速度波动的持久性之间的竞争。特别地，对于一个具有分数布朗噪声的幂律模型，我们证明了随着长时记忆的增加，会发生长时的主动次扩散。
2019-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory-aware feedback enhances power in active information engines
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本研究提出保留记忆的反馈协议，通过优化反馈增益提升主动介质中信息引擎的功率性能。
2025-11-26 cond-mat.stat-mech
Non-Gaussian displacements in active transport on a carpet of motile cells
研究微米颗粒在运动细胞层上的非平衡输运，发现位移分布即使在长时间极限下仍保持非高斯，并通过实验提取扩散系数分布、建立匹配模型来解释该现象。
2023-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Giant Kovacs-Like Memory Effect for Active Particles
利用动力学理论和基于智能体的模拟方法研究了自推进粒子的类Vicsek气体的动力学性质。虽然记忆效应已被观察到在无序系统，我们表明，它们也发生在活性物质系统。特别是，我们发现该系统表现出巨大的Kovacs样的记忆效应，这是远远大于预测的一般线性理论。基于分离的时间尺度，我们开发了一个非线性理论来解释这种效果。我们应用这个理论来驱动颗粒气体，并提出进一步的应用自旋玻璃。
2017-05-15 cond-mat.stat-mech
Effects of the non-Markovianity and non-Gaussianity of active environmental noises on engine performance
活性环境是含有\emph{active}材料（如细菌和Janus颗粒）的储层。考虑到这些材料的自推进运动，由化学能提供动力，活跃的环境具有独特的非平衡环境噪声。近年来，从活跃环境中获取能量的发动机的研究引起了人们的极大关注，因为理论和实验结果表明，这些发动机的性能优于传统发动机。研究已经探索了对优异性能至关重要的主动环境的特征，例如主动噪声的非高斯或非马尔可夫性质。然而，这些功能尚未在一般情况下进行系统的研究。因此，本文系统地研究了主动噪声的非高斯性和非马尔可夫性对发动机性能的影响。我们表明，非高斯性是无关的引擎驱动的{任何线性力（包括谐波陷阱），无论时间依赖性}的性能，而非马尔可夫性是相关的。然而，对于由一般非线性力驱动的系统，非高斯性和非马尔可夫性都增强了发动机性能。此外，在制造循环发动机时，应考虑主动储液器的记忆效应。
2021-10-05 cond-mat.stat-mech
Active oscillatory associative memory
该研究针对振荡型联想记忆模型，探究主动噪声与耦合非线性对记忆的影响，发现主动噪声下模式检索鲁棒性更强，通过解析推导与复本理论验证了非线性可提升非平衡态下的记忆性能。
2023-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Orientational Memory of Active Particles in Multistate Non-Markovian Processes
在复杂随机过程中，粒子的方向记忆可以作为扩散性、扩散性和搜索效率的有效度量。我们开发了一个理论框架来描述的衰减的方向相关性在一个通用类的随机活动过程组成的不同的运动状态，其特征在于它们的持久性和切换概率之间的状态。对于指数分布的逗留时间，方向自相关的解析推导和其交叉的特征时间得到的持久性的每个状态和切换概率。我们展示了如何感兴趣的非指数sojourn-time分布，如高斯分布和幂律分布，可以导致从历史依赖的状态之间的转换。在这种非马尔可夫过程中，关联函数的松弛行为是由切换概率的历史依赖性决定的，不能仅仅由状态的平均逗留时间决定。
2022-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Non-Gaussian displacement distributions in models of heterogeneous active particle dynamics
我们研究了随机分布的扩散系数和速度的影响，在两个模型的主动粒子动力学与主动和被动的波动。我们演示了如何在这些模型中出现非高斯位移分布在很长的时间限制，包括柯西型和指数（拉普拉斯）形状。值得注意的是，这里考虑的主动模型的分布扩散率的位移分布的形状与被动扩散模型形成鲜明对比。对于主动运动模型，我们的讨论指出了主动噪声和被动噪声之间的差异。具体而言，我们证明了主动噪声的情况下，社会阿米巴的位移分布的测量数据是很好的协议。
2022-08-04 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.QM
Jerky active matter: a phase field crystal model with translational and orientational memory
大多数活性物质的场论都忽略了记忆和惯性的影响。然而，最近的实验已经发现惯性延迟对于自推进粒子的运动是重要的。这些效应的理论描述中的一个主要挑战，使得标准方法的应用非常困难，这是可定向粒子具有平移和定向自由度的事实，这些自由度不一定在相同的时间尺度上放松。在这项工作中，我们推导出具有两个不同时间尺度的软物质系统的场论的一般数学形式。这允许获得极性的相场晶体模型（即，非球形或活性）粒子。值得注意的是，这个理论在时间导数上是三阶的，因此可以被看作是时空突变动力学。我们得到了这个模型的相图，这表明，与被动的情况下，液体状态的线性稳定性取决于阻尼系数。此外，我们还研究了活性物质中的声波。研究发现，在活性流体中，存在两种不同的声传播机制。对于某些参数值和足够高的频率，由极化波介导的声音比由相同频率的压力波介导的通常的被动声音经历更少的阻尼。通过不同模式的组合，可以实现基于有源流体的声频滤波器。
2021-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Memory Function of the Generalized Diffusion Equation of Active Motion
本文在广义扩散方程框架下，从标准类Fokker-Planck方程出发精确推导了三维主动粒子运动对应的非局域记忆连接函数，实现了主动运动统计特性的精确描述。
2023-07-18 cond-mat.stat-mech
Memory-induced active particle ratchets: Mean currents and large deviations
University College London（伦敦大学学院）
本文研究了具有记忆效应的主动粒子偏振器，通过不对称的等待时间分布产生非零电流，并探讨了大偏差和动态相变的可能性。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech
Inverse Bauschinger Effect in Active Ultrastable Glasses
本文研究 run-and-tumble 活性与全局剪切共同作用下超稳定玻璃的记忆效应，揭示剪切带网络导致的常规与逆包辛格效应及循环软化结构演化。
2025-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Simulation of stationary Gaussian noise with regard to the Langevin equation with memory effect
我们提出了一种有效的方法来模拟一个平稳的高斯噪声与任意协方差函数，然后数值研究的影响，时间相关的噪声的时间演化的1 + 1维广义Langevin方程的分析结果进行比较。最后，我们将我们的方法应用于具有外调和和双阱势的广义朗之万方程。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech nucl-th
Emergent memory in cell-like active systems
Laboratoire Jean Perrin, CNRS/Sorbonne Université（让·佩兰实验室，法国国家科学研究中心/索邦大学）
本研究提出了一种新的活性粒子模型，通过引入内部状态动态和环境感知，揭示了细胞样系统中环境记忆的自发涌现及其对集体行为的影响。
2025-12-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Memory kernel and divisibility of Gaussian Collisional Models
在过去的几十年里，开放系统动力学中的记忆效应一直是人们感兴趣的主题。然而，量化这种影响的方法往往难以计算，而且可能缺乏分析洞察力。考虑到这一点，我们考虑高斯碰撞模型，其中非马尔可夫性通过相邻环境单元之间的额外相互作用引入。通过专注于连续变量高斯动力学，我们能够分析研究任意大小的模型。我们表明，动态可以投在马尔可夫嵌入的协方差矩阵，从而产生封闭形式的表达式的内存内核，管理的动态，一个数量，很少可以计算分析。基于中间映射的完全正性，对于可除性单调也是可能的。我们详细分析了两种类型的相互作用，分束器实现部分SWAP和双模压缩，纠缠的ancillas，并在同一时间，饲料激发到系统中。通过分析这两种典型情况下的记忆核和可分性，我们的结果有助于揭示量子域中记忆效应背后的复杂机制。
2020-08-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
The effect of memory and active forces on transition path times distributions
本文导出了一维粒子穿越抛物面势垒时跃迁路径时间分布的解析表达式。分析了两个案例：（i）由具有幂律记忆核的广义朗之万方程描述的非马尔可夫过程和（ii）具有违反波动耗散定理的噪声的马尔可夫过程，建模由主动力产生的随机动力学。在情况（i）中，我们表明，异常动力学强烈影响分布的短时间行为，但这只发生在非常罕见的事件不影响整体统计。在很长一段时间内，衰减总是指数的，与最近的一项研究提出的拉伸指数衰减不一致。在情况（ii）中，主动力基本上不改变分布的短时间行为，但导致平均过渡路径时间的总体减少。这些发现提供了一些新的见解，有用的（生物）分子系统中的过渡路径时间的实验分析。
2018-06-28 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
