Active uniaxially ordered suspensions on disordered substrates
主动系统的多个实验考虑在基板上或沿一个方向限制在腔室中的定向主动悬浮液。在这种几何结构中的极性相和非极性相的理论在A. Maitra等人，arXiv 1901.01069和A. Maitra等人，PNAS 115，6934（2018）。然而，在许多实验环境中，由于衬底而存在的猝灭随机无序不能完全消除，这可能掩盖了这些理论的预测。在本文中，我认为淬火取向无序的极性和非极性悬浮液在基板上的相行为的影响。我表明，极性悬浮液具有长程序的二维异常数波动，而他们的非极性对应物只有短程秩序，虽然与相关长度，可以增加活动，甚至更暴力的数波动比活性向列没有淬火无序。这些结果应该是有价值的解释实验上的活性悬浮液在基板上随机无序。
2019-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of dynamic vortex glasses in disordered polar active fluids
在平衡状态下，无序与拓扑缺陷合谋，重新定义了晶体、超导体和液晶等各种系统中物质的有序状态。然而，远离平衡，淬火无序对活性凝聚态物质的影响实际上仍然是未知的。在这里，我们揭示了一种状态的强烈无序的活性物质，没有对应的平衡：一个动态的旋涡玻璃。结合高含量的微流体实验和理论，我们展示了胶体群如何集体巡航通过无序而不放松其流动的拓扑奇异性。由此产生的状态是高度动态的，但流动模式，由有限密度的冻结旋涡，是固定的和指数退化。淬火各向同性无序作为一个随机的规范场，将活性液体变成动态涡旋玻璃。我们认为，这种强大的机制应该塑造集体动力学的一大类无序的活性物质，从合成活性向列细胞的集合探索异质介质。
2020-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Matter Transport and Jamming on Disordered Landscapes
我们用数值方法研究了由固定障碍物组成的随机无序景观上的漂移力驱动的主动奔跑翻滚粒子的运输。对于增加的运行长度，净颗粒传输最初增加之前达到最大值，并在较大的运行长度下降。传输减少与簇或活晶体状态的形成有关，这些状态被障碍物局部堵塞或阻塞。我们还发现，该系统动态堵塞在较低的颗粒密度时，运行长度增加。我们的研究结果表明，有一个最佳的活性水平，活性物质运输通过淬火无序，并可能是重要的理解在复杂环境中的生物运输或应用程序的活性物质颗粒在随机介质中。
2014-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematics with quenched disorder
我们引入了一个具有淬火无序的二维有源双光子晶体。我们写的粗粒度的流体动力学运动方程的慢变量，即密度和方向。无序强度从零调整到大值。运动方程的数值解以及两点定向关联函数的线性近似计算结果表明，有序定态遵循一个无序相关的从准长程序（QLRO）到短程序（SRO）的过渡过程。这种交叉是由于在存在有限无序的情况下+1/2和-1/2拓扑缺陷的钉扎，这在不相关的区域中破坏了系统。有限无序减慢了+1/2缺陷的动力学，并且它导致较慢的生长动力学。密度场和取向场的两点关联函数显示出良好的动态标度性，但对于不同的无序强度没有静态标度性。我们的研究结果可以激励实验人员验证结果，并在存在淬火无序的生命和人工非极性系统中找到应用。
2020-11-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inclusions, Boundaries and Disorder in Scalar Active Matter
本文综述干性标量活性物质与边界、内含物、示踪粒子及无序势的相互作用，从力学压力、示踪动力学和长程密度调制等角度阐明环境对相分离等行为的显著影响。
2023-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disordered boundaries destroy bulk phase separation in scalar active matter
我们发现，无序边界破坏体积相分离的标量活动系统的尺寸$d<d_c=3$。这与平衡情况形成强烈对比，在平衡情况下，边界对大部分相分离系统没有影响。通过考虑一个局部变形，否则平坦的壁，从无序的边界的情况下，可以推断出的潜在机制。我们发现的密度场的长程相关性，以及一个级联的漩涡，我们表明，防止体相分离在足够低的维度。在密度场是唯一的流体动力学模式的唯一条件下，得到了稀体系以及相互作用的存在下的结果。我们的理论计算验证了微观活性系统的数值模拟。
2021-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quenched activity induces nonuniversal scaling in nonreciprocal XY Models and surfaces
Barasat Government College（巴拉萨特政府学院）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）
该研究证明了两类非平衡系统的流体动力学理论等价，预测了非普适标度行为，提出非互易随机键XY模型可通过涡旋增殖无序化。
2026-08-28 cond-mat.stat-mech
Dynamic Phases of Active Matter Systems with Quenched Disorder
在由淬火无序驱动的系统中，滑动态内的脱钉和非平衡跃迁出现在很宽的尺度范围内，从纳米尺度的原子摩擦、中尺度的II型超导体中的通量运动、微尺度的无序介质中的胶体运动以及地质长度尺度的板块构造。在这里，我们表明，活性物质或自推进粒子与淬火无序下的外部驱动器的相互作用代表了一类新的系统，也可以表现出钉扎脱钉现象，塑性流动相，和非平衡滑动过渡，与不同的形态和速度-力曲线签名。当与衬底的相互作用很强时，形成均匀的钉扎液相，其塑性地脱钉成均匀的无序相，然后动态地首先转变成与钉扎液体共存的移动条纹，然后在较高驱动下转变成移动相分离状态。我们数值映射所得到的动力学相图作为外部驱动器，基板相互作用强度和自推进相关长度的函数。这些阶段可以观察到活性物质通过随机无序移动。我们的研究结果表明，内在非平衡系统可以表现出额外的非平衡转变时，受到外部驱动。
2016-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motion of an active particle with dynamical disorder
我们提出了一个模型，一个单一的活性粒子在一个异质性的环境中的运动，异质性可能会出现由于拥挤，构象波动和/或缓慢重排的环境。描述的Ornstein-Uhlenbeck过程（OUP）的活性粒子，并将在热浴中使用两个单独的模型，即“扩散扩散率”和“切换扩散”的异质性，我们探索的粒子的一维运动的基本动力学性质。此外，我们展示了如何控制的动力学行为的两个时标，即扩散时间和持续时间。我们的模型是相关的背景下，在拥挤的环境中，由活动驱动的单粒子动力学。
2022-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disorder-Induced Long-Ranged Correlations in Scalar Active Matter
我们研究了随机猝灭势和力矩对标量活性物质的影响。微观模拟表明，运动引起的相分离在二维中被替换为具有异常长程相关性和非零稳态电流的渐近均匀相。使用相结合的唯象模型和场论的治疗，我们表明存在一个较低的临界尺寸，$d_c=4$，低于该相分离，只有观察到小于一个Imry-Ma长度尺度的系统。我们确定了一个弱无序制度，其中的结构因子的规模为$S(q) \sim 1/q^2$，这占我们的数值。在$d=2$中，我们预测，在更大的尺度上，行为应该跨越到强无序状态。在$d>2$中，这两种状态根据势的强度而分别存在。
2020-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Noise-induced quenched disorder in dense active systems
研究发现在密集极性圆盘系统中，中等噪声水平会诱导出一种介于标准无序和极性有序之间的淬火无序态，通过Ornstein-Uhlenbeck过程解析其机制并验证临界噪声。
2023-04-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Passivity-Driven Order-Disorder Transitions in Self-Aligning Active Matter
Beijing Normal University（北京师范大学）；Northwestern University（西北大学）；University of Vermont（佛蒙特大学）；Humboldt Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Research Cluster of Excellence ‘Science of Intelligence’（智能科学卓越研究集群）
研究被动和活性自对齐盘的密集混合物，发现被动分数控制有序-无序转变，其连续性取决于运动的各向同性或各向异性。基于微观方向动力学推导的平均场方程揭示了这种二元性。近转变点，有序区域根据被动粒子的空间排列和晶格缺陷呈现多种亚稳振荡或旋转状态，但具有不同的暂态动力学。
2026-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packed swarms on dirt: two-dimensional incompressible flocks with quenched and annealed disorder
我们表明，不可压缩的极性活性流体可以表现出有序的，连贯的运动相，即使在二维淬火无序的存在下。与具有退火的这种活性流体（即，依赖于时间的）无序，其表现得像具有长程相互作用的平衡铁磁体，这种对淬火无序的鲁棒性是基本上非平衡现象。该有序态属于一个新的普适类，我们用三种不同的重整化群方案计算了它的标度律，它们的标度指数都在0.02以内，表明我们的结果是相当准确的。我们的预测可以在现成的人工活性系统中进行定量测试，这意味着生物系统（如细胞层）可以在体内连贯地移动，其中紊乱是不可避免的。
2022-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Phase Transition in the Contact Process with Spatial Disorder: Griffths Phase and Complex Persistence Exponents
我们提出了一个模型，显示格里菲斯阶段，即代数衰减的密度与连续变化的指数在吸收阶段。在活跃期，该模型失去了对初始条件的记忆，复指数连续变化。这是1-D模型，其中分数r的网站遵守规则，导致定向渗流（DP）类和其余的发展根据规则，导致紧凑的定向渗流（CDP）类。对于感染概率$p < p_c$，活性位点的分数$ρ(t) = 0$渐近。对于$p > p_c$，为$ρ(infty) > 0$。在$p = p_c$、$ρ(t)$处，单个种子的存活概率和从单个种子开始的活性位点的平均数量呈几何衰减。$p < p_c$的本地持久性$P_l(\infty) > 0$和$p > p_c$的本地持久性$P_l(\infty) = 0$。对于$p > p_s$，局部持久性$P_l(t)$衰减为具有连续变化的指数的幂律。持久性指数显然是复杂的$p\rightarrow 1$。复指数意味着对数周期振荡的持久性。对数周期振荡的波长和振幅随着p的增加而增加。我们注意到，潜在的晶格或无序不具有自相似结构。
2020-01-17 cond-mat.stat-mech
Global firing induced by network disorder in ensembles of active rotators
我们研究了排斥相互作用对耦合的可激发旋转子系综的影响。我们发现，一个中等比例的排斥相互作用可以触发全局发射的合奏。然而，在足够大的系统中，如果排斥相互作用的网络是完全随机的，由于其度分布的自平均，则全局发射的机制被抑制。因此，我们引入了一个模型的部分随机网络与广泛的程度分布，由于规模增长的自平均是缺席。在这种情况下，全球发射的制度持续大尺寸。我们的结果扩展了以前的工作多样性的建设性影响的集体动力学的复杂系统。
2007-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flocking transition in phoretically interacting active particles with pinning disorder
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
研究发现，通过引入旋转但不平移的障碍物，可以调控活性胶体的群体过渡行为。
2026-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active particles in reactive disordered media: how does adsorption affects diffusion?
在这项工作中，我们研究了非相互作用的活性粒子运动的$d$维无序介质的输运性质的解析和数值。空间中的无序是通过一组不重叠的球形障碍物来建模的。我们假设障碍物是反应性的，因为它们在颗粒存在的情况下以吸引的方式反应：当颗粒与障碍物碰撞时，它在随机时间（吸附时间）期间附着，即，它被障碍物吸附;此后，颗粒从障碍物上脱离，并继续其在随机方向上的运动。当平均吸附时间有限时，给出了有效扩散系数的解析表达式。当平均吸附时间是无限的，我们表明，该系统经历了从正常到异常扩散制度的过渡。我们还表明，另一个过渡发生在平均吸附粒子数：在异常扩散阶段的所有粒子成为吸附在平均。我们表明，吸附粒子的分数，被视为系统的序参量，经历了二阶的相变，因为吸附粒子的分数是不可微的，但作为模型的参数的函数不断变化。
2021-05-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Disordered collective motion in dense assemblies of persistent particles
我们探讨了无序的非热活性物质的非平衡集体运动的出现时，持续运动和拥挤效应的竞争，使用模拟的二维模型的大小多分散的自推进粒子。与单分散系统形成鲜明对比，我们发现多分散性可以在任意大的持续时间内稳定均匀的活性液体，其特征是显着的速度相关性和不规则的湍流。对于所有的持久性值，活性流体在大密度下经历非平衡玻璃化转变。这是伴随着集体运动，其性质从近平衡的空间异质动态小持久性，持久性大时，一个质的不同的间歇性动态演变。后一种状态涉及相关位移场的复杂时间演化
2022-06-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic theory of two-dimensional incompressible polar active fluids with quenched and annealed disorder
我们研究了二维（2D）不可压缩极性活性流体在淬火和退火无序的存在下的运动相。我们表明，长程极序持续存在，即使在这个充满缺陷的二维系统。我们用三种不同的动力学重整化群方案得到了大距离、长时间的速度涨落标度律。这些是一个不受控制的一个循环计算在两个维度，和两个$d=(d_c-ε)$ -扩展到$O(ε)$，通过两个不同的分析延续我们的2D模型获得更高的空间维度：一个"硬”延续$d_c={7\over 3}$，和一个"软”延续$d_c={5\over 2}$。令人惊讶的是，淬火和退火部分的速度关联函数具有相同的各向异性指数和弛豫和传播部分的色散关系具有相同的动态指数在非线性理论中，即使它们是不同的线性化理论。这是由于反常的流体动力学。此外，所有三个重整化方案产生非常相似的普适指数值，因此，我们期望我们预测的数值是高度准确的。
2022-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Swarming in the Dirt: Ordered Flocks with Quenched Disorder
分析了猝灭（冻结）无序对活性粒子集体运动的影响。我们发现，积极的极性系统是更强大的淬火无序比平衡铁磁体。长程有序（非零平均速度$\langle{\bf v}\rangle$）即使在空间维度$d=3$中也在淬火无序的存在下持续存在;在$d=2$中，准长程有序（即，空间速度相关性随距离按幂律衰减）发生。在平衡体系中，只有准长程有序的$d=3$和短程有序的$d=2$是可能的。我们对二维的理论预测得到了模拟的证实。
2018-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Localization due to topological stochastic disorder in active networks
有源网络是非平衡统计力学中的一种原型模型。例如，它可以表示具有自推进机制的粒子系统。网络的每个节点指定粒子的可能位置及其方向。方向（形式上类似于自旋自由度）决定了自推进方向。这些键代表了进行转换的可能性：在位置之间跳跃;或切换方向。在实验感兴趣的系统（Janus粒子）中，自推进是由照明引起的。拓扑随机无序（Topological Stochastic Disorder，TSD）是拓扑随机无序的一个重要组成部分。这是由照明的不均匀性暗示的。在技术术语中，TSD反映了随机转换的局部非零循环（亲和力）。与非均匀磁场不同，这种类型的无序是非厄米的，并且可以导致复杂弛豫谱的出现。因此，它与保守的安德森型或西奈型疾病截然不同。我们讨论了TSD的后果。特别是，我们照亮了3个不同的路线，欠阻尼松弛，并显示本地化起着重要作用的分析。体积边缘对应原理的影响也得到解决。
2018-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic Theory of Flocking in the Presence of Quenched Disorder
分析了淬（冻）态取向无序对活性粒子集体运动的影响。我们发现，退火无序（朗之万噪声），积极的极性系统是更强大的淬火无序比他们的平衡同行。特别是，长范围顺序（即，非零平均速度（$\langle {\bf v} \rangle$）的存在即使在空间维度$d=3$中也在淬火无序的存在下持续，而在平衡系统中，它甚至被$d \le 4$中的任意弱无序破坏。此外，在$d=2$中，准长范围顺序（即，空间速度相关性随距离按幂律衰减）发生在存在淬火无序时，这与在平衡中唯一能存活的短程有序相反。二维和三维的模拟证实了这些预测。
2018-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Perspective on "Active Brownian Particles Moving in a Random Lorentz Gas"
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究比较了活性粒子与布朗粒子在随机障碍物中的运动行为，发现活性粒子在特定条件下表现出更快的稳态达到和更低的有效扩散率。
2026-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Using Active Matter to Introduce Spatial Heterogeneity to the Susceptible-Infected-Recovered Model of Epidemic Spreading
本研究将活性物质系统与S-I-R模型结合，引入空间异质性，发现低传播性下无序降低频率、增加时长，高传播性下无序可增强传染，并探讨了人工游泳者实现方案。
2022-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.QM
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
Localization of Active Particles on Random Arrays of Parallel Filaments
University of California San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）
研究无序丝状体阵列如何导致间歇运动粒子在汇聚极性区域局域化，通过快速附着-脱离极限下的有效能量景观和随机游走近似，揭示中间行程长度下最强的局域化效应。
2026-05-29 cond-mat.dis-nn 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
Collective motion of active Brownian particles in one dimension
我们分析了一维空间中具有非线性摩擦和速度耦合的主动布朗粒子模型。该模型表现出两种模式的运动中观察到的生物群：一个无序的阶段与消失的平均速度和有序的阶段与有限的平均速度。从微观朗之万方程出发，导出了集体动力学的平均场方程。我们确定了对应于这两种模式的平均场方程的不动点，并分析了它们相对于模型参数的稳定性。最后，我们比较我们的分析结果与数值模拟的微观模型。
2010-08-10 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
Collective drift and pinning in active rotator networks with Kuramoto coupling and mixed-sign feedback disorder
Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
研究有源旋转子网络中，均匀固有驱动与零均值高斯反馈无序竞争导致的集体漂移与钉扎行为，通过数值相图揭示反馈无序与耦合强度的作用。
2026-09-14 cond-mat.stat-mech nlin.AO nlin.CD
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
Non-equilibrium dynamics of disordered fractal spring network with active forces
本研究通过模拟无序分形弹簧网络在单极和偶极主动力下的非平衡动力学，发现单极力导致网络膨胀且MSD呈谱维数控制的次扩散，偶极力则致收缩并出现二次弹道上升，揭示了节点局部旋转的作用。
2025-04-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Renormalised hydrodynamics in polar chiral active matter: Spectral scaling and disorder-driven vortex clustering in phase-coupled, motile oscillators
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）；The European Space Agency Centre for Earth Observation（欧洲空间局地球观测中心）
研究极性手性活性物质的流体动力学极限，揭示相耦合运动振子中的谱标度与涡旋聚类现象，通过重整化流体元操作分离宏观传输动力学，发现高活动性条件下存在拓扑热泵效应，导致宏观涡旋聚类。
2026-07-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Defect unbinding in active nematics
我们制定的统计动力学的拓扑缺陷的活性双相，形成在两个维度上的自驱动粒子的集合在基板上。非平衡驱动的一个重要结果是强度+1/2向错的自发运动。从流体动力学方程的主动向列，我们推导出一个相互作用的粒子描述的缺陷，包括主动扭矩。我们表明，活动，在微扰理论，降低缺陷的非约束性转变温度，确定在温度-活动平面中的临界线，分离准长程有序（ESTA）和无序（各向同性）相。在临界活性以下，缺陷保持束缚，因为旋转噪声使+1/2缺陷的定向动力学去相关，从而稳定准长程有序双稳态。这种活性阈值在低温下消失，导致再入转变。在足够大的活动，积极的力量总是超过热的和微扰的结果失败，这表明在这种制度活动将总是无序的系统。最重要的是，旋转扩散是一个二维的现象，缺陷解束缚不能用一个简化的一维模型来描述。
2018-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical Phenomenon of the Order-Disorder Transition in Incompressible Flocks
我们研究不可压缩系统的运动粒子与对齐的相互作用。与它们的可压缩对应物不同，其中有序无序（即，由噪声或数密度调节的（从运动到静止）转变是不连续的，在不可压缩系统中，这种转变可以是连续的，并且属于一个新的普适类。我们计算了$O(ε)$在$ε=4-d$展开式中的临界指数，并导出了两个精确的标度关系。这是第一个分析处理的相变在一个新的普适类在一个积极的系统。
2014-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变，发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力，构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图，表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Shear Induced Orientational Ordering in Active Glass
自推进粒子的密集集合体，也被称为活性或活性玻璃，在我们周围比比皆是，覆盖不同的长度和时间尺度：从细胞质到组织，从细菌生物膜到交通堵塞，从Janus胶体到动物群。由于结构上的无序和强烈的非平衡性，这些系统表现出了迷人的动力学和力学性质。利用广泛的分子动力学模拟和一些不同的动力学和力学序参量，我们区分了剪切模型活性玻璃体系中的三种动力学稳态：（a）无序相，（b）推进诱导有序相，和（c）剪切诱导有序相。我们补充这些观察与分析理论的基础上onan有效的单粒子福克-普朗克描述合理化的存在的新的剪切诱导取向有序行为在我们的模型活性玻璃体系，没有explicitaligning相互作用，例如Vicsek型。这种有序现象发生在大的持续时间限制，并可能只通过施加稳定的剪切。使用Fokker-Planck假设，我们可以在没有任何拟合参数的情况下对单个粒子位置和方向的联合分布进行可检验的预测。这些预测与直接数值模拟测量的联合分布相吻合。我们的研究结果对于探索致密活性胶体和堵塞的活性颗粒物质体系的流变学响应的实验是相关的。
2021-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Separation, Edge Currents, and Hall Effect for Active Matter with Magnus Dynamics
本文研究含马格努斯项的奔跑-翻滚活性盘体系，发现活性增强可诱导相分离并产生手性边缘流，且相分离稳定性随马格努斯幅度非单调变化；在无序和驱动下体流呈现驱动依赖的霍尔角，机制为钉扎散射引起的侧跳效应。
2023-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Lévy Matter: Anomalous Diffusion, Hydrodynamics and Linear Stability
异常扩散，表现为非线性时间演化的位置均方位移，和/或非高斯特征的位置统计，是普遍存在于生物运输过程。同样地，集体行为也经常被观察到自发地出现在生物系统中运动单位之间的相互作用中。在最近对鸟群、鱼群和细菌群进行的实验中发现了可以同时观察到这些现象的例子。这些结果提出了一个有趣的问题，这不能解决现有的理论活性物质：如何是这些系统的集体运动的影响，由异常扩散的组成单位？在这里，我们回答了这个问题的微观模型的活性Lévy物质-一个收集的活性粒子，执行超扩散类似于Lévy飞行和相互作用，促进极性对齐的方向。详细推导了该模型的流体动力学运动方程，从这些方程中得到了无序或有序状态的判据，并在集体运动开始时对这些状态进行了线性稳定性分析。我们的分析表明，无序有序相变在活性Lévy物质是关键的，在普通的活性流体的相变，而不是，一阶。相应地，我们估计的临界指数的过渡有限尺寸标度分析，并使用这些数值估计，我们的研究结果与已知的普适性类。这些结果突出了新的物理所表现出的活性物质集成异常扩散单粒子运动和粒子间的相互作用。
2020-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Activity-induced phase separation and self-assembly in mixtures of active and passive particles
我们通过布朗动力学模拟和理论研究了主动（\textit{i.e.}，自推进）和被动等距布朗粒子的单分散混合物的相行为和动力学。在一个纯粹的主动系统中，运动的活性成分触发相分离成一个稠密和稀相;在稠密相，我们进一步发现主动-被动分离，与“筏”的被动粒子在“海”的活性粒子。我们发现，从最初的无序混合物相分离可以发生少至15%的颗粒是活跃的。最后，我们表明，在一个合适的完全隔离的初始状态下制备的系统可重复地自组装一个主动的“电晕”，通过启动一个压缩波触发结晶的被动核心。我们的研究结果是相关的实验追求定向自组装使用活性粒子。
2015-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
