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
Effect of interparticle interaction on motility induced phase separation of self-propelled inertial disks
运动诱导相分离（MIPS）的现象的相图的自推进相互作用的磁盘的集合进行了探索，特别强调磁盘壁的柔软性和磁盘之间的相互作用的范围内使用Langevin动力学模拟。我们带来了重要的变化，由于磁盘的柔软性和惯性的MIPS相图。具体来说，我们表明，过阻尼软磁盘相分离，而MIPS成为可能，只有在惯性极限硬磁盘。不像大多数早期的研究MIPS认为硬核磁盘，我们的研究结果可能直接适用于软活性物质的生物系统的范围。
2022-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity alignment promotes motility-induced phase separation
研究了在二维空间中运动的极性活性布朗粒子通过体积排斥和速度排列相互作用的相行为。我们结合粒子为基础的模拟的微观模型与一个简单的平均场动力学模型，以了解自推进磁盘的运动诱导相分离的速度对齐的影响。我们发现，随着对齐强度的增加，接近集体运动从下面的发病，取向相关性增长，使扩散重定向动力学较慢。因此，颗粒聚集成各向同性簇的趋势增强，有利于系统完全分层成低密度相和高密度相。
2018-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality class of the motility-induced critical point in large scale off-lattice simulations of active particles
我们进行大规模的计算机模拟的非晶格的二维模型的活性粒子进行运动诱导相分离（MIPS），以调查系统的临界行为接近临界点的MIPS曲线。通过对大系统尺寸的稳态配置进行采样和进行有限尺寸标度分析，我们提供了详尽的证据表明，这个活跃的系统的临界行为属于伊辛普适性类。除了缩放的观测量，也是典型的被动系统，我们研究的关键行为的两个主动阶段之间的动力学温度差。这个量在平衡时总是零，而在活性系统中显示出临界行为，该临界行为由与平均场论一致的序参量的相同指数很好地描述。
2020-12-08 cond-mat.stat-mech
Geometric and Nonequilibrium Criticality in Run-and-Tumble Particles with Competing Motility and Attraction
研究显式吸引与自推进竞争下RTPs的再入式MIPS，通过致密团簇渗流分析发现临界指数连续变化但标度函数属于Ising–渗流普适类，揭示其Ising超普适性。
2025-10-21 cond-mat.stat-mech
An Introduction to Motility-Induced Phase Separation
本文作为综述章节，介绍了无内聚力时活性粒子因相互作用与自推进对立产生的运动诱导相分离（MIPS），综述相关系统，详述群体感应运动粒子的成熟理论框架，并指出该领域仍存的认知挑战。
2022-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From Motility-Induced Phase-Separation to Glassiness in Dense Active Matter
致密的活性系统在自然界中广泛存在，例子从细菌菌落到生物组织。通过增加体系的填充率或利用运动诱导相分离（MIPS）现象，可以得到致密的活性颗粒团簇。在这项工作中，我们探讨了一个二维模型的活性玻璃的相图，并显示无序的活性材料开发了丰富的集体行为，包括MIPS和glassiness。我们发现，虽然玻璃态是几乎无法区分的平衡玻璃，导致其流化的机制没有任何平衡对应。我们的研究结果可以合理化之间的交叉低活性制度，其中玻璃态动力学是由一个有效的温度，和高活性制度，这将推动系统对MIPS。
2022-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of dipole-dipole interactions on motility-induced phase separation
我们提出了一个偶极活性布朗粒子系统的流体动力学理论，在弱偶极耦合的制度，预测发病的运动诱导相分离（MIPS），符合布朗动力学（BD）模拟。的流体动力学方程推导出明确粗粒化的微观朗之万动力学，从而允许进入粗粒化模型和粒子分辨模拟的参数的定量比较。在固定密度下进行BD模拟，我们发现偶极相互作用倾向于阻碍MIPS，如在[Liao et al.，软物质，2020，16，2208]。在这里，我们证明了理论方法确实捕捉到了MIPS的抑制。此外，分析的数值获得的，角度相关的关联函数揭示了潜在的微观机制，导致不稳定的均匀相。
2022-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-Independent transient caging in the high-density phase of motility-induced phase separation
Tokyo University of Science（东京科学大学）
研究发现高密度相中粒子移动存在瞬时笼状效应，揭示了运动诱导相分离与非平衡冻结之间的联系。
2026-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chemotactic motility-induced phase separation
主动运动的粒子集体可以自发地分离成稀相和密相--这是一种被称为运动诱导相分离（MIPS）的迷人现象。MIPS对于无方向偏差的随机移动粒子进行了充分的研究。然而，许多形式的活性物质表现出集体趋化性，即沿着组成粒子自身可以产生的化学梯度的定向运动。在这里，使用理论和模拟，我们表明，集体趋化性强烈竞争MIPS -在某些情况下，逮捕或完全抑制相分离，或在其他情况下，产生根本性的新的动态不稳定性。我们建立了描述这种竞争的定量原则，从而有助于揭示和澄清执行趋化性的活性物质系统（从细胞到机器人）的丰富物理基础。
2023-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
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
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
Interfacial and density fluctuations in a lattice model of motility-induced phase separation
本文通过二维自推进粒子晶格模型研究运动诱导相分离，比较平板与液滴构型，揭示气泡与界面的时间尺度分离及曲率相关的密度涨落规律。
2024-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An Introduction to Motility-Induced Phase Separation
运动诱导的相分离，MIPS，可以说是发生在没有排列相互作用的活性物质（标量活性物质）中研究最充分的集体现象。它的起源很简单：由于自推进颗粒在它们缓慢移动的地方积聚，由于碰撞或化学相互作用，具有随密度急剧降低的足够大的推进速度，导致引起致密相形成的反馈回路。在这些笔记中，我将讨论一些主要的理论和计算的努力，在过去的十年中，在理解的基本结构和动力学性质的MIPS相共存的微观活性粒子模型。
2021-12-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Self-alignment and anti-self-alignment suppress motility-induced phase separation in active systems
本文研究了自对齐与反自对齐对致密活性物质中运动诱导相分离（MIPS）的抑制机制，发现自对齐引发群集并最终形成均匀相，而反自对齐则通过冻结粒子速度抑制聚集并恢复均匀相。
2025-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Defect-Mediated Aggregation and Motility-Induced Phase Separation in Self-Propelled Lattice-Gas Active XY Model
The University of Osaka（大阪大学）
本文提出一种活性XY模型，研究拓扑缺陷在活性物质系统中的作用，通过自推进参数控制粒子运动方向偏置，发现自推进诱导运动诱导相分离，粒子在正涡旋电荷缺陷周围聚集，负电荷缺陷则趋于耗散。
2026-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Light controls motility and phase separation of photosynthetic microbes
本研究发现莱茵衣藻种群的相分离可由光完全可逆调控，揭示其源于光与密度依赖的运动性，受光合装置活性调控，拓展了生命系统自组织现象的认知边界。
2020-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical Clustering Interrupts Motility Induced Phase Separation in Chiral Active Brownian Particles
活性物质中最有趣的现象之一是在排斥性活性粒子中观察到的类气-液运动诱导相分离（MIPS）。然而，实验上没有一个粒子可以是完美的球形，并且不对称的形状、质量分布或催化涂层可以在粒子上诱导主动扭矩，这使其成为手性活性粒子。在这里，使用计算机模拟和动态平均场论，我们证明了足够大的扭矩的圆形活性布朗粒子（cABPs）在二维产生一个动态的集群状态中断传统的MIPS。多重团簇是由常规MIPS内聚和环流引起的衰变相结合而产生的。非平衡稳态中的非零电流微观上来源于自动旋转“释放”的能动性，它打破了连续统水平上的细致平衡。这表明，没有平衡类相分离理论可以构建手性活性胶体，即使是微小的主动扭矩，其中没有可见的集体运动存在。这种机制也揭示了在各种活性物质系统中观察到的动态集群的理解。
2021-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Motility-Induced Phase Separation
自推进颗粒包括自泳合成胶体和各种微生物。通过不断消耗能量，它们绕过了平衡热力学定律。这些定律在热平衡中强化了玻尔兹曼分布：于是稳态与动力学参数无关。相比之下，自行推进的粒子倾向于在它们移动得更慢的地方积聚。由于生物化学或空间的原因，它们也可能在高密度下减慢。这产生了正反馈，其可以导致稠密流体相和稀流体相之间的运动诱导相分离（MIPS）。在梯度中的领先顺序，映射将可变速度、自推进的粒子与具有吸引力的被动粒子相关联。这种与平衡相分离的深层联系通过模拟得到了证实，但通常在梯度中的高阶上被打破：新的效应，没有平衡对应物，然后出现。我们给一个快速发展的MIPS领域的选择性概述，侧重于理论和模拟，但包括一个简短的投机性调查其实验意义。
2014-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
Diffusion Transients in Motility-Induced Phase Separation
该研究数值探究二维无热活性粒子悬浮液中motility诱导相分离下的正常扩散，发现扩散常数在气相双结点和旋结点处有急剧跳跃的滞后环，且粒子位移分布在相分离存在时呈现非高斯正常扩散的瞬态胖尾特性。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.soft
Critical Motility-Induced Phase Separation in Three Dimensions is Consistent with Ising Universality
针对临界活性相变普适类的争议，本文通过三维活性布朗硬球MIPS的大规模模拟与有限尺寸标度分析，发现其临界指数与三维伊辛普适类一致，为活性临界行为的普适性提供了数值证据。
2025-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of Translational Noise in Motility-Induced Phase Separation of Hard Active Particles
本研究探讨平移噪声对活性布朗硬圆盘聚集的影响，发现其非单调调控团簇形态，低值促进运动诱导相分离，高值导致团簇蒸发，并构建理论解释相图。
2025-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium and non-equilibrium properties of active matter systems
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化促进协会）；School of Mathematical & Computational Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化促进协会数学与计算科学学院）
本文研究主动物质系统中集体行为与动力学，探讨体积排除效应、介质无序性及自推进粒子在非晶格域中的行为，分析热噪声、自推进速度等因素对集体行为的影响。
2026-05-10 cond-mat.stat-mech
Motility Induced Phase Separation and Frustration in Active Matter Swarmalators
本研究引入弹性相互作用的游动-翻转活性圆盘群体振荡器系统，发现内部相位相互作用可产生多种活性相，包括阻挫MIPS态和超晶格MIPS态。
2023-09-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonexistence of motility induced phase separation transition in one dimension
本文研究一维格子上遵循run-and-tumble动力学的硬核粒子模型，通过将其粗粒化动力学映射到misanthrope process进行解析计算，证明其不满足相分离转变判据，从而表明运动诱导相分离转变不能在一维中发生。
2023-06-27 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
Biased motility-induced phase separation: from chemotaxis to traffic jams
Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée（索邦大学，法国国家科学研究中心，凝聚态物质理论物理实验室）
该研究提出了一种一维模型，揭示了偏倚运动对相分离和交通拥堵的影响，发现惯性在相分离中起关键作用，且偏倚参数使相图更加复杂。
2024-02-26 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
Mechanical Theory of Nonequilibrium Coexistence and Motility-Induced Phase Separation
本文提出基于界面机械力的相分离一般力学理论，将其应用于活性布朗粒子，定量预测了二维和三维运动诱导相分离相图，并揭示了界面宽度随深入两相区而增加的非平衡新现象。
2023-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How motility affects Ising transitions
研究二维吸引性游走-翻滚粒子模型的相分离转变，发现运动性增加需更强吸引力才能实现伊辛类相变，且运动性阻碍团簇形成。
2024-09-19 cond-mat.stat-mech
The stability phase diagram of active Brownian particles
低密度气体相和高密度液体相的相分离是生物和合成自推进粒子系统的共同特征。运动和随机力之间的竞争被假定为固定的均匀和相分离的阶段之间的边界。在这里，我们证明了运动性也促进了均匀相，使粒子能够解决它们的碰撞。这一新的认识可以定量预测的硬自推进布朗粒子，原型模型表现出的运动诱导相分离的旋节线。此外，我们表明，摩擦力控制的物理过程中，运动促进均匀相。因此，摩擦出现作为一个实验变量参数来控制运动诱导相图。
2020-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation and large deviations of lattice active matter
非晶格活性布朗粒子形成团簇，即使在没有吸引力或速度排列机制的情况下也会发生相分离。解释这一现象的论点只诉诸于粒子在波动方向上持续移动的能力，但现有的硬粒子晶格模型解释了这一行为并没有表现出相分离。在这里，我们提出了一个晶格模型的活性物质，表现出运动诱导的相分离的情况下，速度对齐。使用直接和稀有事件采样的动态轨迹，我们表明，聚类和相分离伴随着显着的波动的静态和动态序参量。该模型为运动诱导相分离的研究提供了非格点模型的补充。
2017-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamics of a hard-core active lattice gas
本文提出硬核活性晶格气体的涨落流体动力学，通过稳定性分析定量界定运动诱导相分离边界，并与模拟和伪谱迭代结果高度一致，同时指出严格一维下的失效与微相分离相关。
2025-10-17 cond-mat.stat-mech
Activated coarsening of motility-induced phase separation in random environments
Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院）；Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（贝赫拉姆印度科学教育研究所）
通过活性布朗粒子模拟，研究随机力场和随机力矩场两种淬火无序对运动诱导相分离粗化的影响，发现无序破坏传统增长规律，导致活化动力学和对数增长，并连接至无序磁体的钉扎界面物理。
2026-10-06 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation and sedimentation of active Brownian particles at constant affinity
我们研究了由理想储层（恒化器）控制的两种化学物质的相互转化驱动的活性粒子的运动诱导相分离。因此，推进速度是不恒定的，并且取决于实际的颗粒间力，从而增强了密度增加和运动性降低之间的正反馈，这是导致观察到的不均匀密度的原因。对于硬盘，我们发现，这种影响是可以忽略的，相分离是由平均推进速度控制。然而，对于软粒子和大的推进速度，我们预测的集体行为的可观察到的影响。我们简要地评论软磁盘的重入行为。最后，我们研究了非恒定推进对非相互作用活性粒子沉降剖面的影响。
2018-11-14 cond-mat.stat-mech
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
Unifying hydrodynamic theory for motility-regulated active matter: from single particles to interacting polymers
University of Geneva（日内瓦大学）
研究如何微观运动性影响集体行为，提出统一的流体力学理论，揭示了由群体感应调控的活性聚合物中新的运动性诱导相分离形式，即反MIPS。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shape-dependent motility of polar inclusions in active baths
本文研究活性粒子浴中各向异性内含物的动力学，揭示其运动性及力去相关时间、粒子停留时间对形状的非单调依赖，并指出在接近运动诱导相分离临界体积分数时运动性最优。
2023-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern formation in self-propelled particles with density-dependent motility
我们研究相互作用的自推进粒子的行为，其自推进速度随其局部密度而减小。通过结合直接模拟的微观模型与流体动力学方程的分析，通过明确粗粒化的模型，我们表明，相互作用一般导致形成的主机的模式，包括移动团块，活跃的车道和星。这种一般机制可以解释最近的实验和模拟中看到的许多模式。
2012-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polarization-Density Patterns of Active Particles in Motility Gradients
密度调制和粒子极化的共定域是活动活性物质在活动梯度中的特征涌现。因此，它可以发挥吸烟枪的作用，内在的微观活动的中尺度检测。我们采用主动布朗粒子（ABP）模型推导出精确的解析表达式的密度和偏振分布的一个单一的Janus型游泳运动员在附近的一个突然的活动步骤，包括情况与方向相关的推进速度。我们的结果与在配套论文[1]中提出的热微游泳者的测量数据吻合得很好，并且可以作为更复杂应用的模板，例如，运动诱导的相分离或物理边界的研究。我们的正式结果背后的基本物理是强大的捕获和阐明的示意性两种“运行和翻滚”模型。
2021-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact Forces in Motility-Regulated Active Matter
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Stanford University（斯坦福大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；University of Oxford（牛津大学）
本文研究了短程排斥力在运动性调控活性物质中的作用，发现其在吸收相变中阻碍凝聚并稳定相共存，但在液-气共存中反直觉地增加液相密度。
2026-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reentrance in a Hamiltonian flocking model
School of Mathematics and Maxwell Institute for Mathematical Sciences, University of Edinburgh（爱丁堡大学数学学院与麦克斯韦数学科学研究所）；Higgs Centre for Theoretical Physics, University of Edinburgh（爱丁堡大学海格斯理论物理中心）
该研究在哈密顿模型中揭示了均质相重新进入现象，通过自旋-速度耦合与动能摩擦的竞争机制解释了运动诱导相分离的行为。
2026-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-Induced Clustering and Meso-Scale Turbulence in Active Polar Fluids
中尺度湍流最初是在各种游泳细菌悬浮液以及活性胶体集体运动中通过实验观察到的。相应的大尺度动力学模式在一个简单的极性流体模型中重现，假设活性粒子的密度恒定。最近，更详细的实验研究揭示了其他有趣的方面，如异常速度统计和聚类现象。这些现象无法用目前可用的活跃极性流体模型来解释。在此，我们扩展了Dunkel等人提出的连续介质模型，使其包含了密度变化以及局部密度和活性粒子自推进速度之间的反馈。如果速度随着密度的增加而减小，则对所得模型的线性稳定性分析表明，除了原始模型的短波长不稳定性之外，还会发生长波长不稳定性。这通常在高密度的极性活性颗粒中观察到，并且类似于标量活性物质中的运动诱导相分离（MIPS）的公知现象。我们确定了一个简单的相图表示的线性不稳定性，并在相应的参数空间中的各个区域进行系统的数值模拟。短程不稳定性和长程不稳定性之间的相互作用导致了有趣的动力学和新的现象，有关成核和粗化过程。我们的模拟结果显示了丰富多样的新模式，包括动态变化的不规则形状的边界相分离到域。异常的速度统计观察到在所有阶段，系统分离成高密度和低密度的区域。这为它们在最近的细菌悬液实验中的出现提供了一个简单的解释。
2020-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical approach to chiral active systems: suppressed phase separation of interacting Brownian circle swimmers
通过研究具有球形布朗环的平面相互作用系统的相行为，我们考虑了主动系统中的手征性。继续在[G.- J. Liao，S. H. L. Klapp，软物质，2018，14，7873-7882]，我们导出了一个预测性的场论，它能够描述圆形游泳者的集体动力学。该理论产生了一个映射之间的圆游泳者和noncirculating活性布朗粒子，并预测粒子的角推进导致抑制其运动诱导的相分离，与以前的模拟结果一致。此外，该理论提供了相应的运动引起的相分离的发病和相关的临界点，以及它们的依赖于角推进的圆游泳者的旋节的解析表达式。我们证实了我们的研究结果的布朗动力学模拟和分析的集体动力学使用加权图论网络。理论和仿真结果之间的协议被发现是好的。
2020-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of self-propelled disks with ferromagnetic and nematic alignment
我们提出了一个全面的研究模型系统的排斥自推进磁盘在两个维度的铁磁和超高速对齐的相互作用。我们表征了该系统的相行为作为对齐和自推进强度的函数，具有强对齐和运动诱导相分离（MIPS）在中等对齐但足够高的自推进的取向顺序。我们推导出这些系统的微观理论，产生一组封闭的流体动力学方程，从中我们对均匀无序状态进行线性稳定性分析。该分析预测了在存在调心扭矩的情况下的MIPS。连续介质理论的性质允许与基于粒子的模拟进行明确的定量比较，这一致地表明铁磁排列促进相分离，而非铁磁排列不会改变引起相分离的不稳定性的性质或位置。在铁磁情况下，这种行为是由于沿着不同取向的粒子碰撞数量的不平衡增加，从而引起粒子沿其自推进方向的自捕获。相反，对关联函数的各向异性，它编码这种自陷效应，是不显着的影响，由磁转矩。我们的工作表明，这种微观理论的预测能力，以描述复杂的活性物质系统与不同的相互作用的对称性，并揭示了运动诱导相分离的速度对齐相互作用的影响。
2021-10-28 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
Attraction-Induced Cluster Fragmentation and Local Alignment in Active Particle Systems
本研究通过数值模拟发现，吸引相互作用会破坏活性粒子系统的单一团簇形成，导致幂律分布的多团簇态，并自发排列自推进方向以增强团簇运动性。
2025-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behavior of quorum-sensing active particles
是否所有的临界活动粒子都属于同一普适类，这仍然是一个有争议的问题。在这里，我们数值研究的临界行为的群体感应活性粒子，代表的原型模型解释运动诱导相分离。平均场论预测，如果粒子在感应到其邻居的存在时足够慢下来，则该模型应该经历完全的相分离，并且共存线终止于临界点。通过大规模数值模拟，我们证实了这一假设，找到了临界点，并利用有限尺寸标度分析表明，该活动系统的静态和动态临界指数符合Ising普适类
2022-05-18 cond-mat.stat-mech
Active-Particle Polarization Without Alignment Forces
活性颗粒悬浮液在活性景观中表现出不同的偏振密度模式，即使没有各向异性颗粒相互作用。这种没有排列力的极化在运动诱导的相分离中起作用，并向中尺度观察者泄露了内在的微观活动。使用稳定的长期约束的一个单一的热microswimmer在一个专用的力自由粒子阱，我们检查极化的界面层在运动的步骤，并确认它不施加压力到散装。我们的观察定量解释的分析理论，也可以指导更复杂的几何形状和多体效应的分析。
2021-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic clustering of passive colloids in dense suspensions of motile bacteria
主动和被动粒子的混合物被预测表现出各种非平衡相。在这里，我们报告了一个动态的群集阶段的胶体和能动细菌的混合物。我们发现，胶体聚类的结果，由于持续的主动运动和键稳定，由于扭矩对齐主动颗粒速度切向被动颗粒表面之间的平衡键断裂。此外，动态聚类跨越了基于扩散性和运动诱导的相分离之间的广泛范围，包括典型的细菌运动参数。
2021-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Macroscopic Fluctuation Theory and Current Fluctuations in Active Lattice Gases
我们研究了具有运动诱导相分离（MIPS）的相互作用活性粒子晶格模型的大偏差。为了做到这一点，我们首先推导出精确的波动流体动力学的模型在大系统的限制。在通常的高斯噪声项之上，该理论还提出了泊松噪声项，我们充分考虑了这一点。我们发现一个动态的相变之间的平坦的密度分布和急剧的相位分离的行波，我们推导出相关的相图连同所有阶段的大偏差函数，包括一个显示MIPS。我们展示了如何使用类似于平衡相分离的方法获得结果，尽管问题的非平衡性质。
2022-11-07 cond-mat.stat-mech
Role of rotational inertia for collective phenomena in active matter
本研究探究转动惯量对欠阻尼活性系统集体现象的作用，发现其可增强运动诱导相分离与空间速度关联，揭示了相关机制及大转动惯量下的特殊关联特性。
2022-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Translational and Rotational Temperature Difference in Coexisting Phases of Inertial Active Dumbbells
研究揭示了活性哑铃在共存相中平移与旋转惯性对温度差的影响，发现温度差异随惯性及活动性增强而变化，为非平衡热力学提供新视角。
2026-01-29 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
