Defect Line Coarsening and Refinement in Active Nematics
该研究通过理论与数值建模，揭示了三维活性向列相湍流中拓扑缺陷线的粗化与细化动力学，建立了单一长度尺度现象学描述，为三维活性物质动力学区域间的粗化现象提供了新见解。
2023-04-06 cond-mat.soft
Order-Disorder Transition in Delay Vicsek Model
Charles University（查理大学）
研究延迟对Vicsek模型相变行为的影响，发现延迟改变系统动力学，临界噪声非单调依赖延迟，相分离噪声区间变宽，短延迟稳定有序相，长延迟使有序相转向共存相。
2025-08-07 cond-mat.soft
Role of Random Interaction Connection in the Order Transition of Active Matter Based on the Vicsek Model
该研究将感知率P引入Vicsek模型，探究随机相互作用连接对活性物质有序转变的影响，发现其会引发一级相变与网络模态转变，为活性物质研究提供了新因素。
2025-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Active-learning mapping of the Vicsek model phase diagram
Thomas Jefferson High School for Science and Technology（泰勒斯杰斐逊科学与技术高中）；Department of Physics, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22904, USA（弗吉尼亚大学物理系，夏洛茨维尔，弗吉尼亚州，22904，美国）
本文利用机器学习对Vicsek群体运动模型在三维参数空间(η,ρ,v_0)中的相结构进行分类和插值，通过聚类分析构建相图并提升分类精度。
2026-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cs.LG
Coarsening dynamics of binary liquids with active rotation
由许多自驱动单元组成的活性物质在生物和合成体系中都能表现出涌现的集体行为，如斑图形成和相分离。虽然这些行为越来越好地了解线性自推进粒子的合奏，很少有人知道的集体行为的主动旋转粒子的能量输入在粒子水平引起旋转粒子运动。最近的一项模拟研究表明，主动旋转可以诱导相分离的混合物中的反向旋转颗粒在2D。与线性自推进颗粒相反，反向旋转流体的相分离伴随着源自流体-流体界面的稳定对流。在这里，我们调查的影响，这些流动的粗化动态的积极旋转的二元液体使用的现象学，流体动力学模型，结合了一个Cahn-Hilliard方程的流体成分与纳维-斯托克斯方程的流体速度。主动旋转的效果是通过纳维-斯托克斯方程内的附加力引入的，该附加力是由于顺时针和逆时针旋转粒子的浓度梯度而产生的。根据主动旋转的强度和与静止环境的摩擦相互作用的强度，我们观察和解释新的动力学行为，如“主动粗化”通过自生流以及自推进涡偶极子的出现。我们确认，许多定性行为的连续模型也可以发现在离散的，基于粒子的模拟积极旋转的液体。我们的结果强调了在受分布式驱动的活性材料中实现复杂耗散结构的进一步机会。
2015-07-24 cond-mat.soft
Active surface flows accelerate the coarsening of lipid membrane domains
研究马达驱动 actin filaments 产生的活性表面流对脂质膜域粗化的影响，发现其使生长指数提升2倍至 $\sim t^{2/3}$，并基于 Smoluchowski 和相场模型提出理论预测，证明活性物质力可控制膜域生长与形态。
2023-07-30 cond-mat.soft
Active Brownian motion of emulsion droplets: Coarsening dynamics at the interface and rotational diffusion
一个微米大小的溴水滴浸在表面活性剂负载的油相中可以游泳（S。图图帕利河Seemann，S. Herminghaus，New J.Phys.13073021（2011））。溴在液滴界面处与表面活性剂反应并生成表面活性剂混合物。它可以自发地相分离由于solutocapillary Marangoni流，推动液滴。我们模拟系统的扩散-平流-反应方程的混合物序参量在界面上，包括热噪声和耦合到流体流动。超越之前的工作，我们说明了表面活性剂混合物在轴对称游泳状态下朝向相分离的粗化动力学。粗化过程分为两个步骤：一个最初的域大小的缓慢增长，其次是一个几乎弹道政权。在较大的时间尺度上，局部表面活性剂组合物中的热波动在游泳方向上引发随机变化，并且液滴执行持久的随机行走，如在实验中观察到的。数值结果表明，旋转相关时间尺度与噪声强度的平方成反比。我们确认这种缩放的扰动理论的混合物序参量的波动，从而确定作为一个活跃的布朗粒子的活性乳液液滴。
2016-08-08 cond-mat.soft
Unifying Interpretations of Phase Transitions in the Vicsek Model: Correlation Length as a Diagnostic Tool
本研究通过速度相关长度重新审视Vicsek模型中的两种相变，发现相关长度变化可区分连续与非连续相变，并提出了一种基于相关长度的活性物质相变分类方法。
2025-04-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Coarsening Kinetics in Active Model B+: Macroscale and Microscale Phase Separation
本文通过数值研究 Active Model B+ 中活动布朗粒子的粗化动力学，揭示了旋转流对生长动力学的显著影响，并给出了宏观与微观尺度相分离的详细结果。
2025-08-27 cond-mat.soft
Pattern formation in flocking models: A hydrodynamic description
我们详细研究了描述极性活性物质向集体运动过渡的流体动力学理论，以Vicsek和活性伊辛模型为例。使用一个简单的唯象理论，我们证明了存在一个无限的传播的解决方案，描述相和微相分离，我们充分的特点。我们还表明，同样的结果持有具体的流体动力学方程在文献中推导出的主动伊辛模型和简化版本的Vicsek模型。然后，我们数值研究这些解决方案的线性稳定性。我们表明，稳定的只占其中的一小部分，但包括所有现有的类型。我们进一步认为，在实践中，粗化机制导致相分离的解决方案。最后，我们构建的流体动力学方程的相图提出定性描述Vicsek和积极的伊辛模型和连接我们的结果相应的微观模型的现象。
2015-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Coarsening of biomimetic condensates in a self-stirring active fluid
本研究通过实验、模型与模拟结合，揭示自搅拌活性流体中仿生凝聚体粗化缺乏自相似性的机制，提出以二元碰撞统计为核心的控制参数，深化非平衡相分离理解。
2025-09-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Segregation, Finite Time Elastic Singularities and Coarsening in Renewable Active Matter
本研究通过流体动力学模型揭示可再生活性肌动球蛋白弹性体中两种肌球蛋白驱动的应力图案化，发现均匀收缩态自发分离并形成有限时间奇异结构，最终导致缓慢粗化，为应力纤维形成和细胞骨架功能表型提供新见解。
2025-04-24 cond-mat.soft
Burstiness and information spreading in the active particles systems
我们使用Vicsek模型描述的二维活动粒子系统来构建时间网络。数值研究了特定粒子对的间隔时间的爆发。我们发现，对于不同的噪声强度，目标边缘的间隔时间的分布遵循一个重尾，揭示了信号的强烈的突发性。为了进一步表征突发性的性质，计算突发性参数和记忆系数。结果表明，在Vicsek模型的临界点附近，每种密度下的突发参数都达到最小值，表明Vicsek模型的相变与信号的突发性质有关。此外，存储器在突发性中的作用可以忽略不计。此外，我们研究了我们的时间网络的传播动力学与易感染模型，并观察到突发性和信息传播动力学之间的正相关性。
2022-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active alignment-driven coarsening in confined near-critical fluids
Vellore Institute of Technology（维罗尔理工学院）
研究揭示了活性近临界流体在受限环境中的相分离行为，通过主动对齐机制克服了动力学停滞，揭示了不同活动性下的粗化动力学和生长规律。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Suppression of coarsening and emergence of oscillatory behavior in a Cahn-Hilliard model with nonvariational coupling
本文研究了一类具有变分和非变分耦合的一般双场Cahn-Hilliard模型。例如，它分别描述了被动和主动三元混合物。已经线性稳定性分析的均匀混合状态表明，活动不仅允许通常的大规模固定（Cahn-Hilliard）不稳定的众所周知的被动的情况下，但也为小规模的固定（图灵）和大规模的振荡（霍普夫）不稳定性。由于图灵不稳定性的存在，活度可以完全抑制通常的粗化动力学。在完全非线性分析中，我们首先简要讨论被动情况，然后重点讨论主动情况。分叉图和选定的直接时间模拟，使我们能够建立，nonvariable耦合（i）可以部分或完全抑制粗化和（ii）可能会导致出现漂移和振荡状态。在整个过程中，我们强调守恒定律和相关的对称性的相关性遇到的复杂的分歧行为。
2022-11-29 cond-mat.soft
Phase Behavior of Active Swimmers in Depletants: Molecular Dynamics and Integral Equation Theory
我们研究了二元混合物的结构和相行为，其中一个组分是自推进的性质。系统中的颗粒间相互作用取自Asakura-Oosawa模型，用于胶体-聚合物混合物，其相图已知。在目前的模型版本中，胶体粒子是使用Vicsek模型的自推进粒子来激活的。用分子动力学方法和积分方程理论对所得活性体系进行了研究。这两种方法产生的结果彼此一致，并表明基于Vicsek模型的活动促进相分离，从而扩大了共存区域。
2014-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarsening of topological defects in 2D polar active matter
本研究数值模拟二维极性活性物质中拓扑缺陷的粗化，发现缺陷非零密度稳态、幂律衰减及活性诱导的拓扑电荷屏蔽，并验证相关稳态图案及其生物学意义。
2023-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Shearing effects on the phase coarsening of binary mixtures using the Active Model B
通过数值模拟研究了二维活性二元混合物在外加剪切力作用下的相分离。它突出了外部流的强度如何修改的初始形状的增长域。该活动是负责形成孤立的液滴，影响粗化动力学和系统的形态。域沿流动和剪切方向的特征尺寸在时间上被振荡调制，当活动增加时，振荡的振幅减小。这诱导相对于被动的情况下，由于不同大小的分散液滴的存在下的域长度的分布函数的加宽。
2021-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dry Active Matter exhibits a self-organized 'Cross Sea' Phase
自推进粒子的Vicsek模型已知有三个不同的相：（i）极性有序的均相，也称为Toner-Tu相，（iii）极性有序的规则排列的高密度带（波）的相，其周围没有极性有序的低密度区域，以及（iv）没有极性有序的均相。有人质疑带相（iii）是否应该分为两部分[Chaté 2020]：一部分是周期性排列的，另一部分是强相互作用但不有序的带。我们回答这个问题表明，标准Vicsek模型有第四个阶段的大系统尺寸：（ii）一个极性有序的跨海阶段。接近向（i）的过渡，该相变得不稳定，看起来像强相互作用带。我们证明，跨海阶段不只是两个波的叠加，但它是一个独立的复杂模式。此外，我们表明，有一个非零的质量流量通过其共同移动的框架内的跨海图案的结构。
2020-02-08 cond-mat.soft
Emergent turbulence and coarsening arrest in active-spinner fluids
本文在二维反向旋转旋转子系统中发现活性驱动从相分离到湍流态的转变，通过主动转子Cahn-Hilliard-Navier-Stokes模型证明涡量与旋转状态标量场成正比，并刻画了能量谱、间歇性及拓扑统计，揭示其生物学意义。
2025-03-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Active smectics on a sphere
本文利用活性相场晶体模型研究球面上活性层状相液晶的缺陷动力学，发现活性与球面拓扑共同加速粗化过程，并确定旋转螺旋缺陷为稳态特征。
2023-11-07 cond-mat.soft
Motility-induced phase separation and coarsening in active matter
活性系统，或称活性物质，是一种自我驱动的系统，它在远离平衡的状态下生活或发挥作用--我们在这里集中讨论的一个典型例子是悬浮的自运动粒子。主动系统远离平衡，因为它们的微观组成部分不断消耗环境中的能量来做功，例如推动自己。活性物质的非平衡性质导致了许多有趣的现象。最近，生物和软物质物理学家们非常感兴趣的一个重要问题是所谓的“运动诱导相分离”，即自推进粒子在它们之间没有任何明显的吸引力相互作用的情况下聚集成团。在这里，我们回顾了运动引起的相分离的物理学，并在相分离和粗化的经典物理学的框架内讨论这种现象。我们还讨论了细菌菌落粗化可能被逮捕的理论。大部分的工作将集中在运行和翻滚的情况下，主动布朗粒子在溶剂介导的流体动力学相互作用的情况下，我们将简要讨论他们的作用，这是目前还没有完全理解在这方面。
2015-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A new universality class describes Vicsek's flocking phase in physical dimensions
本文使用非微扰泛函重整化群方法分析Toner-Tu模型，发现了一个新的普适类，其标度指数与近期模拟结果吻合，为Vicsek群集相的描述提供了有力证据。
2024-02-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Non-equilibrium phase coexistence in conserved chemically active mixtures
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics and Center for NanoScience（阿诺德·索末菲理论物理中心与纳米科学中心）；Max Planck School Matter to Life（马克斯·普朗克物质至生命学院）
研究非平衡条件下化学活性混合物的相共存机制，通过线性稳定性分析和有限元模拟揭示相分离的两种路径及动力学调控对相变的影响。
2026-03-18 cond-mat.soft
Arrested coarsening in active colloidal suspensions driven by nonreciprocal electrohydrodynamic interactions
Tokyo University of Science（东京大学）；University of Surrey（萨里大学）
研究揭示了非互易电液压相互作用如何在活性胶体悬浮液中抑制粗化并维持动态重构的集体态。
2026-03-17 cond-mat.soft nlin.PS
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
Kinetic theory of pattern formation in a generalized multi-species Vicsek model
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
本文提出了一种多物种维克塞克模型的动力学理论，通过分析发现该理论能准确描述多物种系统中涌现的有序状态及共存相的长度尺度。
2026-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Deriving hydrodynamic equations from dry active matter models in three dimensions
我们推导出流体动力学方程从Vicsek式干活性物质模型在三维（3D），我们的经验的基础上，在2D的情况下，使用玻尔兹曼-金斯堡-朗道的方法。流体动力学方程是从玻尔兹曼方程表示在球谐函数展开方面。所有的输运系数给出了明确的依赖于粒子级参数。对它们的空间齐次解进行了线性稳定性分析。虽然导出的方程的极性情况下（原Vicsek模型与铁磁对齐）和他们的解决方案没有太大的不同，从他们的二维同行，积极向列的情况下表现出显着的差异：我们发现一个真正的不连续过渡到秩序的双稳态区域，和我们讨论的稳定性的解决方案。
2018-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wave coarsening drives time crystallization in active solids
本文在活性弹性介质中发现波粗化现象，揭示其驱动时间晶体形成的机制，并通过打破动量守恒发现手性拓扑边缘模式的非线性类比，阐明对称性在时间晶体形成中的关键作用。
2025-08-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Effects of Alignment Activity on the Collapse Kinetics of a Flexible Polymer
各种生物细丝的动力学可以在活性聚合物模型的框架内理解。在这里，我们考虑一个灵活的聚合物链的珠弹簧模型，其中的珠之间的积极相互作用是通过从Vicsek模型改编的对齐规则。在从高温线圈相到低温状态点的淬火之后，我们使用Langevin恒温器通过分子动力学（MD）模拟来研究粗化动力学。对于钝化聚合物的情况，低温平衡态是一个紧凑的小球。从我们的MD模拟结果表明，虽然球状状态也是典型的最终状态在主动的情况下，非平衡路径到达这样一个状态不同于被动的图片，由于对齐之间的相互作用珠。我们注意到，偏离中间的“珍珠项链”样的安排，这是在被动的情况下观察到的，和更细长的哑铃状结构的形成随着活动的增加而增加。此外，它似乎是，虽然一个小的主动力的珠子肯定会使粗化过程快得多，存在非单调依赖的崩溃时间上的积极相互作用的强度。我们量化这些观察通过比较的标度律的崩溃时间和增长的珍珠与被动的情况下。
2021-07-31 cond-mat.soft
Dynamics of Motility-Induced clusters: coarsening beyond Ostwald ripening
我们研究集群的动力学的主动布朗运动诱导相分离产生的，通过应用我们设计的算法来跟踪集群轨迹。我们确定了一个聚集机制，超越奥斯特瓦尔德熟化，但也产生$z=3$。质量$M$自推进的活性团簇具有增强的扩散性$D\sim$ Pe $^2/\sqrt{M}$。它们的快速运动驱动聚集成大的分形结构，这些结构是不同的六角序的拼凑，并与规则的、取向均匀的较小结构共存。为了显示活动的影响，我们对一个被动系统进行了比较研究，该系统与主动系统存在重大差异。
2022-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active particle dynamics beyond the jamming density
许多生物系统以高密度形成菌落。被动的颗粒系统在这样的密度下会被堵塞，但对于生物系统的生存来说，它们是动态的是至关重要的。我们通过Vicsek排列构建了一个活性粒子相互作用系统的相图，并改变了密度，自推进力和取向噪声。我们发现，该系统具有四个不同的阶段，其特征在于过渡的有效扩散常数和取向序参量。我们的模拟表明，存在一个最佳的噪声，使粒子需要一个最小的力来解除干扰，允许重排。
2018-12-18 cond-mat.soft
Contrarian compulsions produce time dependent flocking of active particles
具有将它们的速度与它们的邻居的平均速度对齐的趋势的动物可以如Vicsek模型及其变体所示的那样群集。此外，如果他们感觉到一个系统性的反向趋势，结果可能是羊群的时间周期性调整或时间上的倍周期。这是证明了通过分析一个修改后的Vicsek模型的自推进粒子和相应的动力学方程适用于大量的粒子。我们已经进行了稳定性和分岔分析的有序无序过渡到空间均匀的固定或时间周期的解决方案，其特点是其复杂的序参量。与理论预测不同的直接数值模拟表明时空结构的形成。引人注目的是，我们发现，增加通常的对齐噪声可能有利于植绒和最佳的噪声产生最强的可能序参量。
2019-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Estimation of spatial and time scales of collective behaviors of active matters through learning hydrodynamic equations from particle dynamics
Future University Hakodate（函馆未来大学）；AIST（产业技术综合研究所）；Mathematics for Advanced Materials-OIL (MathAM-OIL), AIST（产业技术综合研究所 先进材料数学-OIL）；WPI-Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University（东北大学 WPI-材料研究高级研究所）
本文提出了一种数据驱动方法，通过学习流体动力学方程来估计主动物质系统中集体行为的空间和时间尺度。
2026-01-07 cond-mat.soft
Critical scaling and supercritical coarsening in Active Model B+
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Max-Planck Institute for Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
研究Active Model B及其扩展模型Active Model B+的临界动力学和相序动力学，发现临界点处两者均显示相同均场标度，超临界淬火时域大小增长呈现对数修正。
2026-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activity-induced phase transition and coarsening dynamics in dry apolar active nematics
该研究针对干态非极性活性向列系统，结合Lebwohl-Lasher相互作用与随机非格点动力学构建相图，揭示一级相变与粗化动力学规律，为活性物质相变研究提供了理论与数值依据。
2024-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effect of Weak Non-Conservative Dynamics on Pattern Formation in Scalar Active Matter
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究通过在最小连续介质模型中引入反应项，揭示弱非保守动力学可阻止标量活性物质相分离的粗化、稳定非平衡微相分离态，且质量守恒弱破坏会改变活性相分离的非线性粗化动力学。
2026-08-13 cond-mat.soft
Suppression of hyperuniformity in hydrodynamic scalar active field theories
本研究探究流体动力学相互作用对湿性活性系统超均匀性的影响，通过直接数值模拟发现活性模型H中活性与流体动力学相互作用（尤其是活性产生收缩应力时）会抑制超均匀性，而被动模型H则表现出超均匀性。
2024-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Emergent Rotational Order and Re-entrant Global Order of Vicsek Agents in a Complex Noise Environment
IIT Delhi（德里印度理工学院）
研究复杂噪声环境中维克塞克代理的集体行为，发现旋转秩序和全局秩序的非单调变化及环境异质性的影响。
2025-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Active motility and wetting cooperatively regulate liquid-liquid phase separation
Advanced Materials Thrust, Function Hub, The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）功能枢纽先进材料 thrust）；Institute of Chinese Medical Sciences & State Key Laboratory of Mechanism and Quality of Chinese Medicine, University of Macau（澳门大学中医药学院及中药质量研究国家重点实验室）；Department of Pharmaceutical Sciences, Faculty of Health Sciences, University of Macau（澳门大学健康科学学院药学系）；Zhuhai UM Science and Technology Research Institute, University of Macau（澳门大学珠海科学技术研究院）；Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）；Department of Fundamental Engineering, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所基础工程系）
研究液-液相分离受活性剂调节情况，结合实验与模拟表明细菌活性与界面润湿性耦合产生多样形态，活性有双重动力学作用，还发现生物膜相关蛋白促进细菌聚集，确立活性-润湿性耦合为调节机制并揭示增强细菌聚集途径。
2026-10-27 cond-mat.soft
Active Particle Condensation by Nonreciprocal and Time-delayed Interactions
我们考虑群集的自推进剂在两个维度，其中每个与它的邻居在有限的视觉锥。此外，通信发生一定的延迟。代理之间的通信采用Vicsek规则建模。在这项研究中，我们探讨了代理之间的非互惠互动，诱导他们的视锥，以及延迟的相互作用的动态斑图形成内的羊群。我们发现，在这两种影响下，没有任何基于位置的吸引相互作用或限制边界，代理可以自发地凝聚成滴。虽然代理人是在运动的下降，下降作为一个整体，实际上是钉在空间。我们还发现，这种新的状态的羊群有一个明确的秩序稳定的噪声存在于系统中。
2018-03-10 cond-mat.soft
Partial vision leads to an unexpected emergent collective behavior in active aligning particles
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；GISC（马德里国际中心）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
该研究通过提出含两个非重叠角视锥的广义Vicsek模型，揭示主动对齐粒子中部分视觉可涌现意外集体行为，为活性物质相关相互作用提供新见解。
2026-09-02 cond-mat.soft physics.comp-ph
Minimal model for active nematics: quasi-long-range order and giant fluctuations
我们提出了一个最小的微观模型的积极的粒子类似的精神Vicsek模型的自推进的极性粒子。在二维情况下，我们证明了该模型表现出类似Kosterlitz的向准长程取向有序的转变，并且在这种非平衡的情况下，有序相的特征是巨大的密度涨落，这与Ramaswamy { \it et al.}（Europhys）Lett. { \bf 62}，196（2003）]。
2006-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Learning to Control Active Matter
对活性物质的研究揭示了新的非平衡集体行为，说明了它们作为新材料平台的潜力。然而，大多数著作将活性物质视为具有均匀微观能量输入的未调节系统，我们称之为活性。相比之下，生物材料的功能性来自于在空间和时间上局部调节和控制活性，这对于工程活性物质来说只是最近才在实验上成为可能。设计功能需要对时空活动模式的高维空间进行导航，但如果没有系统特定的直觉，蛮力方法就不太可能成功。在这里，我们将强化学习应用于诱导特定方向的净运输的任务，该任务是使用局部增加活动的聚光灯来模拟类似Vicsek的自推进磁盘系统。由此产生的随时间变化的活动模式学习利用强耦合和弱耦合制度的不同物理。我们的工作展示了强化学习如何揭示非平衡系统中控制集体行为的物理可解释协议。
2021-10-06 cond-mat.soft
A mesoscopic field theoretical approach for active systems
介绍了一种主动系统的介观建模方法。连续模型允许考虑微观细节以及新兴的宏观行为，并且可以被认为是最小连续模型来描述具有各向同性试剂的活性系统的一般性质。该模型结合了相位场晶体（PFC）模型和Toner-Tu模型。通过再现相应的基于代理的微观模型得到的结果进行验证。我们考虑二元碰撞，集体运动和涡旋的形成。对于较大数量的颗粒，我们分析了活性晶体中的粗化过程，并确定了团簇形成过程中的巨大数量波动。
2016-04-22 cond-mat.soft
Novel turbulence and coarsening arrest in active-scalar fluids
本研究在活性CHNS模型中发现收缩型微泳者可诱导新型均匀各向同性湍流，该湍流能阻滞相分离使粗化长度饱和，且高雷诺数下存在能量逆级联的惯性区。
2024-02-01 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Long-range Velocity Correlations from Active Dopants
在致密的活性物质系统中，最显著的观测结果之一是在没有任何明确的排列相互作用（例如，Vicsek型）。在这里，我们表明，这种长程速度相关性也可以产生在一个致密的无热被动系统中包含一个非常小的分数的活性布朗粒子。我们开发了一个连续介质理论来解释通过这种活性掺杂剂产生的速度相关性的出现。我们验证了预测的影响的幅度和持续时间的主动力和面积分数的主动或被动粒子使用广泛的布朗动力学模拟的一个典型的主动-被动的混合物。我们的工作证明了在这种奇异的非平衡定态中，密度和活动在产生长程速度关联中所起的作用。
2023-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-Time Orientational Relaxation Restructures Collective Motion in Polar Active Matter
Institute of Physics（物理研究所）；Homi Bhabha National Institutes (HBNI)（霍米·巴哈国家学院）
通过引入有限速率取向弛豫的Langevin模型，发现调整弛豫速率可驱动从各向同性到极性带、交叉海相、均匀极化和微团簇的系列相变，其中各向同性-极性转变为一阶相变。
2026-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Understanding dense active nematics from microscopic models
我们研究干燥，致密的活性向列相在颗粒和连续的水平。具体来说，扩展玻尔兹曼-金兹伯格-朗道方法，我们从Vicsek风格的模型中推导出性能良好的流体动力学方程，该模型具有平行排列和成对排斥。对相图的广泛研究表明，两个层次的描述之间存在定性一致性。我们发现，特别是拓扑缺陷的动力学强烈依赖于参数，并可能导致"拱"的解决方案，形成一个全球性的极性，近晶排列的Néel墙。我们展示了这些配置是如何在缺陷有序状态的起源以前报道。这项工作提供了一个详细的了解，直接植根于他们的微观动力学密集的活性向列相的理论描述。
2019-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Asymmetric Nucleation Processes in Spontaneous Mode Switch of Active Matter
本研究针对活性物质中群集与涡旋两种运动模式的自发切换机制不明确的问题，通过二维类Vicsek系统模拟发现两种模式的切换动力学呈非对称成核特征，丰富了活性物质相变动力学的认知。
2024-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous filament formation and network self-assembly via active phase separation
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
该研究提出活性模型H$^{-}$，通过活性相分离自发形成丝状网络，具有增强连接和停滞粗化特性，弯曲驱动自组装，宏观满足刘易斯定律。
2026-09-18 cond-mat.soft
Collective dynamics of soft active particles
我们提出了一个模型的软活性粒子，导致了丰富的阵列的集体行为也发现在密集的生物群的细菌和其他单细胞生物。我们的模型只使用局部相互作用，如Vicsek型最近邻对齐，短程排斥和局部边界项。改变这些相互作用的相对强度会导致迁移群、旋转群和堵塞群，以及表现出奔跑和翻滚运动的群，在迁移和旋转或堵塞状态之间交替。有趣的是，虽然迁移的群体比单个粒子移动得慢，但扩散常数可以大三个数量级，这表明集体运动可能非常有利，例如，在寻找食物时。
2016-10-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Scalar $ϕ^4$ field theory for active-particle phase separation
最近的理论预测相分离的取向无序的活性粒子，其推进速度迅速降低足够的密度。这个过程的粗粒度模型显示时间反演对称性（细致平衡）恢复均匀状态，但打破梯度项，因此详细平衡违反强烈耦合到界面现象。为了探索这种耦合所产生的微妙的一般物理，我们在这里介绍“活动模型B”。这是一个标量$ϕ^4$场论（或相场模型），它通过一个前导阶平方梯度项最小程度地破坏了细致平衡。我们发现，这个额外的长期粗化动力学有适度的影响，但改变静态相图通过创建一个跳跃（热力学）压力跨越平坦的接口。这两个结果是令人惊讶的，因为界面现象总是强烈地牵连在粗化动力学，但在详细平衡系统，相平衡无关。
2014-07-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Collective dynamics in systems of active Brownian particles with dissipative interactions
我们使用计算机模拟来研究相互作用的活性粒子系统中集体运动的开始。我们的模型是一群具有内能储备和相互作用的活性布朗粒子，它们受到耗散粒子动力学方法的启发，对最近的邻居施加成对的摩擦力。我们研究了二维系统中的取向有序性随能量注入率和粒子密度的变化。该模型表明，在增加粒子密度和增加输入功率时，转变成有序状态。虽然在我们的模型中的对齐机制和个人运动的字符不同于那些在研究Vicsek模型，它表现出相同的统计特性和相行为。
2013-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
