Entropy production of active particles and for particles in active baths
在一个外部潜在的活性粒子的熵产生确定通过一个物理上一致的最小晶格模型，其中包括提供的推进和普通的平移噪声的化学反应。在连续极限中，一个独特的表达式如下，包括一个直接的贡献，从积极的过程和一个间接的贡献，从普通的扩散运动。从相应的朗之万方程，这种物理熵的产生不能通过传统的，但在这里模棱两可，向前和时间反演轨迹的比较推断。概括几个相互作用的主动粒子和被动粒子浴主动的明确提出，进一步的简要说明。
2017-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Properties of a non-equilibrium heat bath
在平衡时，较大热浴内的流体元件从浴接收随机脉冲。这些在系统（流体元件）中引起随机转变的脉冲遵循细致平衡的原理，因为浴也处于平衡。在连续剪切作用下，流体单元处于非平衡稳态。由于剪切作用下周围的流体浴也处于非平衡稳态，因此系统接收具有非平衡分布的随机脉冲。这些冲动不再尊重细致平衡，但仍然受到规则的约束。这些规则适用于驱动稳态的一个广泛的子类，是最近导出的[R。M. L. Evans，Phys. Rev. Lett. { \bf 92}，150601（2004）; J. Phys. A：Math. Gen. { \bf 38}，293（2005）]使用信息理论论证。在本文中，我们提供了一个更基本的推导，基于无争议的，非贝叶斯概率解释为简单的可数数量的比率。我们将结果应用于一些简单的相互作用粒子模型，以研究由非平衡噪声源（如剪切下的流体）介导的力的性质。
2007-11-12 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
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
Tracer dynamics in an interacting active bath: fluctuations and energy partition
本文解析研究了大质量示踪粒子在相互作用活性浴中的非平衡动力学，推导有效朗之万方程并揭示摩擦核的幂律与指数衰减行为，发现高活性下能量均分被打破且动能随活性非单调变化。
2025-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Migration and separation of polymers in non-uniform active baths
该研究针对非均匀活性浴中的理想Rouse链，通过粗粒化推导质心演化规律，发现其会依参数定域于不同活性区域，且非均匀活性浴可高效分离不同长度或连接性的聚合物。
2024-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reconfiguration, swelling and tagged monomer dynamics of a single polymer chain in Gaussian and non-Gaussian active baths
在这篇专题综述中，我们给出了一个概述的结构和动力学的一个单一的聚合物链在活性浴，高斯或非高斯。本文首先讨论了单柔性或半柔性线性高分子链在热噪声和有源噪声作用下的动力学行为。主动噪声具有高斯或非高斯分布，但具有记忆性，这说明了活性浴粒子的持续运动。这种有限的持久性使得链的重新配置动力学与纯热的情况相比变慢，并且链膨胀。主动噪声还导致标记的单体的超扩散或弹道运动。我们详细介绍了所有的计算，但主要集中在分析上的准确或几乎准确的结果的主题，从我们的小组在最近几年。此外，我们简要地提到其他团体的重要工作，包括我们的一些新的结果。本文最后指出了活性浴中聚合物链在生物学方面的意义及其未来的发展方向。
2022-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Anomalous Transport of Tracers in Active Baths
我们推导出长时间的动态示踪剂浸泡在一个一维的活性浴。与以前的研究相比，我们发现阻尼和噪声相关性具有长时间的尾巴，其指数取决于示踪剂的对称性。对于一般的示踪剂，形状不对称诱导棘轮效应，改变波动，并导致超扩散和摩擦，随着时间的推移，当示踪剂以恒定的速度拖动。在一个完全对称的示踪剂的奇异极限，我们恢复正常的扩散和有限摩擦。此外，对于小的对称示踪剂，主动贡献的摩擦成为负的：主动粒子增强运动，而不是反对it.These结果表明，在低维系统中，被动示踪剂在一个主动浴的运动不能被建模为一个持久的随机游动有限的相关时间。
2022-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent Rotation of Passive Clusters in a Chiral Active Bath
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工大学（贝拿勒斯印度教大学））
研究了被动粒子在偏转活性粒子浴中的动力学，发现特定尺寸比和活性粒子填充率下被动粒子簇可表现出持续旋转，揭示了几何、活动性和偏转性之间的微妙平衡。
2026-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hot Particles Attract in a Cold Bath
控制热力学平衡之外的相互作用对于设计可寻址和功能性自组织结构至关重要。这些活跃的相互作用也是生物系统中集体行为的基础。在这里，我们研究了一个一般设置的被动粒子浴中的活性粒子，并展示了一种新的机制，活性粒子之间的长距离吸引。当主动粒子运动的平移持续长度小于粒子直径时，该机制起作用。在该极限下，系统在具有较低扩散率的颗粒（“冷”颗粒）的浴中还原为具有较高扩散率的颗粒（“热”颗粒）。这种吸引力的相互作用是由于热粒子将冷粒子推开而在其周围产生一个大洞，并且这些洞通过类似耗尽的吸引力相互作用。引人注目的是，相互作用的范围比粒子半径大一个数量级以上，远远超出了传统的耗尽力的范围。虽然该机制发生在典型的生物游泳者的参数范围之外，但该机制可以在实验室中实现。
2017-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Unraveling on Kinesin Acceleration in Intracellular Environments: A Theory for Active Bath
单分子马达驱动蛋白利用热和非热波动沿微管运输各种货物，将化学能转化为定向运动。为了描述活细胞中复杂环境所产生的非热波动，我们建立了一个自下而上的模型来模拟细胞内环境，通过引入由活性Ornstein-Uhlenbeck（OH-U）粒子组成的活性浴。模型系统的模拟表明，驱动蛋白和连接到它的探针被这样的活性浴加速。此外，我们提供了一个理论上的洞察模拟结果，通过推导出一个广义朗之万方程（GLE）的探针与平均场方法，其中一个有效的摩擦内核和波动噪声项得到明确的。GLE的数值解与模拟结果吻合得很好。我们对这些噪声进行采样，计算它们的方差和非高斯参数，并揭示出对探头加速度的主要贡献是由于噪声方差。
2022-12-19 cond-mat.soft physics.bio-ph
Trajectory Statistics Govern Mechanical Power Transfer in Active Baths
Saarland University（萨尔兰大学）
本研究揭示活性浴中探针的机械功率传递由浴粒子轨迹统计决定，提出轨迹-响应关系，并证明不同活性粒子模型的正功率传递条件，为预测探针响应提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Granular rotor as a probe for a non-equilibrium bath
本研究以非平衡探针探讨颗粒气体在黏性或干摩擦下转子之动力学特性。为了证明转子作为非平衡浴的探针的作用，转子的分子动力学（MD）模拟在重力下被稳定的粒状气体包围的粘性或干摩擦下进行。从理论上推导了颗粒气体速度分布函数与转子角分布函数之间的一一对应关系。MD模拟表明，一对一的映射准确地推断出颗粒气体的局部VDF从转子的角度VDF，反之亦然。
2016-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Noncentral forces mediated between inclusions in a bath of active Brownian rods
使用布朗动力学模拟，我们研究了有效的相互作用之间的两个相同的和不可渗透的磁盘（夹杂物）浸泡在浴缸中的相同的，积极的（自推进），布朗杆在两个空间维度，假设自推进轴的杆通常可能会偏离他们的纵轴。当自推进是横向的（垂直于棒轴），聚集的活性棒周围的夹杂物显着增强，导致更膨胀的空间分层（环的形成）的棒周围的夹杂物，与纵向自推进棒的参考情况相比。因此，横向自推进杆还介导了夹杂物之间的显著更长范围的有效相互作用。浴介导的相互作用的出现是由于围绕夹杂物形成的活性棒环之间的重叠，因为它们被带入小的分离。当自推进轴相对于棒轴倾斜时，我们发现围绕内含物二聚体的活性棒积累的不对称不平衡。这导致了一个非中心的相互作用，具有反平行对横向力分量，因此，浴介导的扭矩的二聚体。
2021-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effective interactions between inclusions in an active bath
我们研究有效的两个和三个身体之间的相互作用的非活性胶体夹杂物在一个活跃的浴的手性或非手性颗粒，使用布朗动力学模拟内的标准，二维模型的盘形夹杂物和活性颗粒。在一个非手性的活性浴，我们首先证实了以前的研究结果有效的两体之间的排斥介导的夹杂物，阐明详细的非单调功能的两体力的配置文件，包括一个主要的最大值，和一个次要的驼峰在较大的分离，以前没有报道。然后，我们表明，这些功能直接产生的形成，并连续重叠，圆形层（或“环”）的活性颗粒周围的夹杂物，因为后者带来了小的表面分离。这些环从内含物的表面延伸到几个活性粒子半径的径向距离，使硬核内含物相对厚，软，排斥的“肩膀”，其多个重叠，然后使显着的（非成对的）三体力在非手性和手性活性浴。由此产生的三体力甚至可以在幅度上超过两体力，并且在中等到大的自推进强度下显示出不同的排斥和吸引机制。在手性活性浴中，我们表明，虽然活性颗粒仍然倾向于在夹杂物的紧邻处积累，但它们表现出从夹杂物之间的居间区域的强烈耗尽，以及从相对较厚的圆形区域进一步远离夹杂物的部分耗尽。在这种情况下，有效的，主要是排斥，夹杂物之间的相互作用变成积极的，手性诱导的，耗尽型的吸引力，在一个扩展的范围内的分离。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Energetics of critical oscillators in active bacterial baths
本文研究了浸没在活性菌浴中的非线性驱动振子在临界点附近的非平衡能量学。在临界点，我们揭示了一个标度指数的平均功率$\langle\dot{W}\rangle\sim (D_{\rm a}/τ)^{1/4}$其中$D_{\rm a}$是有效的扩散率和$τ$的相关时间的细菌浴描述的高斯色噪声。我们调查的其他功能是平均平稳功率和方差的工作都低于和高于鞍结分岔。在分叉之上，平均功率达到低于其零温度极限的有限$τ$的最佳最小值。此外，我们揭示了一个有限时间的不确定性关系的活性物质，导致的Fano因子的值的工作，可以低于$2k_{\rm B}T_{\rm eff}$，与$T_{\rm eff}$的有效温度的振荡器中的细菌浴。我们分析了不同的马尔可夫近似来描述系统的非平衡定态。最后，我们通过考虑在E.大肠杆菌浴。
2020-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Approach to equilibrium and non-equilibrium stationary distributions of interacting many-particle systems that are coupled to different heat baths
一个基于哈密顿的模型，许多谐波相互作用的大质量粒子，受到线性摩擦和耦合到热浴在不同的温度下，用于研究的动态方法的平衡和非平衡定态。基于精确计算的稳态分布的动力学方法，构造了控制这种方法的泛函，称为自由熵。对于平稳分布，自由熵变得最大，其时间导数最小并为零。因此，自由熵通过其极值和稳定性特性来表征平衡和非平衡平稳分布。对于平衡系统，即如果所有热浴具有相同的温度，则自由熵等于负自由能除以温度。使用一个系统的微扰计划计算过阻尼无质量限制的速度和位置的相关性，明确的结果为几个粒子：对于两个粒子的位置和动量空间中的本地化证明在非平衡稳态，相分离的趋势表示。对于三个弹性相互作用的粒子，如果第三个储层足够热，则热量从耦合到冷储层的粒子流到耦合到暖储层的粒子。活性粒子模型可以在相同的一般框架中描述，从而允许不仅在稳态中而且在接近稳态非平衡态中表征它们的熵产生。最后，连接到非平衡热力学公式，包括水库熵生产进行了讨论。
2020-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enzyme Active Bath Affects Protein Condensation
本研究以脲酶活性浴和ubiquilin-2蛋白为对象，通过微流控恒化实验结合模拟，证实酶活性的物理效应可作为有效温度调控液-液相分离，为理解胞内组织机制提供新依据。
2025-10-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Polymer-Chain Configurations in Active and Passive Baths
嵌入在非平衡浴中的聚合物所采取的构型可能在各种生物系统中具有广泛的影响。因此，它们引起了相当大的兴趣，特别是在模拟研究中。在这里，我们分析了一个被动的柔性链在浴缸中的硬，自走，振动盘的配置的分布，并系统地比较它的相同的柔性链在浴缸中的硬，热，振动盘。实验证明两种链的平均长度和平均回转半径均服从Flory定律。然而，在活性浴的情况下，与相关单体的数量相关的库恩长度较小，对应于较高的有效温度。重要的是，活性浴不只是简单地映射在热平衡浴上。仔细检查链条的配置表明存在明显的偏差，活性浴中的链条更可能呈现具有单个突出弯曲的配置。
2022-11-16 cond-mat.soft
Passive objects in a chiral active bath: from micro to macro
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Stanford University（斯坦福大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Kyoto University（京都大学）
本文推导了手性活性浴中大质量刚体的Langevin动力学，揭示了噪声反对称性导致随机与概率演化方程间的异常关系，发现奇扩散、奇迁移率和旋转棘轮效应，并构建多极展开预测远场电流与密度调制。
2025-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active bacterial baths in droplets
本研究利用液滴内细菌活性浴中的被动示踪器，揭示动量传递表现为有色噪声，扩散率随浓度线性变化并受限制因子调制，为受限活性浴输运性质提供新见解。
2025-01-23 cond-mat.soft
Effective interactions between inclusions in a chiral active bath inside a channel
悬浮在较小颗粒浴中的胶体包裹体在小的表面间分离处经历有效的浴介导的吸引，这被称为耗尽相互作用。在非手性自推进粒子的活性浴中，有效力从吸引力变为排斥力;当活性浴粒子是手性的时，这种效应被抑制。使用布朗动力学模拟，我们研究了通道限制和浴手性的有效力和扭矩之间介导的两个夹杂物，可以是固定的通道内，或可以允许作为一个刚性的二聚体围绕其质心自由旋转的影响。我们表明，限制有很强的有效相互作用的影响，取决于相对于通道壁的二聚体的取向。活性粒子的手性导致力的不平衡，因此，一个净扭矩上的夹杂物二聚体，我们调查作为一个函数的浴手性强度和通道高度。
2021-07-30 cond-mat.soft
Enhanced directionality of active processes in a viscoelastic bath
通过驱动胶体在粘弹性浴中的实验，发现粘弹性使平均注入功率比粘性介质提高约50%并显著减少负功涨落，从而增强驱动过程的方向性。
2023-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Odd dynamics of passive objects in a chiral active bath
Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC), Université Paris Cité & CNRS (UMR 7057)（复杂物质与系统实验室，巴黎西岱大学 & 法国国家科学研究中心）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
本文研究了手性活性浴中被动刚体的奇动力学，提出了最一般的Langevin动力学，发现对称性降低导致动力学不可逆性增强，并通过远场电流和密度调制解析和数值验证了这一非平衡特性。
2025-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesoscale flows in active baths dictate the dynamics of semi-flexible filaments
研究发现半柔性丝状物的动力学由其长度与主动浴特征尺寸的比例决定，通过实验揭示了主动流动与弹性阻力的相互作用。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective diffusion of a tracer in active bath: a path-integral approach
本研究利用路径积分方法推导活性浴中示踪粒子的广义朗之万方程，揭示了有效扩散随主动力持久时间减小且随数密度变化的行为，并通过计算机模拟验证了理论结果。
2023-11-17 cond-mat.soft
Curvature Induced Activation of a Passive Tracer in an Active Bath
我们使用数值模拟来研究一个大的不对称示踪剂浸没在一个低密度悬浮液中的自推进纳米粒子在两个维度上的运动。具体来说，我们分析了曲率的示踪剂如何影响其平移和旋转运动在一个积极的环境。我们发现，即使非常少量的曲率是足够的活性浴赋予定向运动的示踪剂，这导致其有效的激活。我们提出了简单的缩放参数来表征这种诱导活动的曲率的示踪剂和自推进力的强度。我们的研究结果提出了新的方法来控制被动示踪剂在主动介质中的输运特性，通过仔细剪裁它们的几何形状。
2014-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Behavior of passive polymeric tracers of different topologies in a dilute bath of active Brownian particles
通过二维模拟研究了稀薄活性粒子浴中不同拓扑被动高分子示踪剂的动力学，发现活性粒子积累诱导的臂配对使星型高分子在高活性下展现独特动力学行为。
2025-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Microscopic origin of tunable assembly forces in chiral active environments
本文研究了活性浴中被动溶质间相互作用的微观起源，发现非手性活性浴无法动态引发组装，而手性活性粒子能产生稳定的长程组装力，其机制与奇扩散张量通量相关。
2024-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active transport of a passive colloid in a bath of run-and-tumble particles
该研究通过随机模拟和渐近理论分析被动胶体在run-and-tumble微游泳者浴中的输运，提出半解析模型，发现低密度、低迁移率比和高活性下理论与模拟定量一致。
2024-03-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
How boundary interactions dominate emergent driving of passive probes in active matter
通过粗粒化模拟揭示活性浴中胶体探针的类活性运动主要由边界处活性粒子的自发聚集推动，且探针动力学性质随尺寸非单调变化。
2024-01-17 cond-mat.soft
Spontaneous Rotation of a Symmetric Inclusion in Chiral Active Bath
研究圆形对称被动内含物在手性活性粒子浴中因碰撞产生不均匀力矩而持续旋转的现象，揭示低手性下密度梯度主导与高手性下碰撞频率主导两种旋转机制。
2025-07-17 cond-mat.soft
Generalized energy equipartition in harmonic oscillators driven by active baths
本文从实验和数值计算两个方面研究了在游泳池中受谐振势约束的胶体微珠的动力学。大肠杆菌由此产生的动态很好地近似由朗之万方程的过阻尼振荡器驱动的组合的白热噪声和指数相关的有源噪声。这种情况下导致一个简单的推广均分定理导致两个不同的有效温度的共存，管理动态沿平面和弯曲的方向在潜在的景观。
2015-06-26 cond-mat.soft
Effective Langevin equations for a polar tracer in an active bath
我们研究了一个极性示踪剂，有一个凹面，沉浸在一个二维的活性粒子悬浮液。使用布朗动力学模拟，我们测量的分布和自关联函数的力和扭矩施加在示踪剂上的活性粒子。示踪剂沿其极轴经受有限的平均力，而所有的关联函数随时间呈指数衰减。使用这些见解，我们构建了完整的粗粒度朗之万描述示踪剂的位置和方向，其中的活性粒子被归入一个有效的自推进力和指数相关的噪声。随后的介观动力学可以用五个无量纲参数来描述。我们进行了彻底的参数研究的均方位移，这说明了不同的参数如何影响示踪剂的动态，跨越从弹道扩散运动。我们还表明，示踪剂位移的分布演变从一个非高斯形状在早期阶段的高斯行为足够长的时间。
2020-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Experimental evidence of the failure of Jarzynski equality in active baths
大多数自然和工程过程，如生物分子反应、蛋白质折叠和种群动力学，都发生在远离平衡的地方，因此不能在经典平衡热力学的框架内处理。雅尔津斯基等式有希望从任意偏离平衡轨道的不可逆功的玻尔兹曼加权统计中计算出两个状态之间的自由能差。这种平等是激烈活动的主题。然而，Jarzynski等式对远离平衡的系统（如生命物质）的适用性尚未研究。我们提出了一个实验测试的Jarzynski平等预测的一个范例的物理模型，即布朗粒子举行的光学潜力，耦合到一个热浴或一个活跃的浴。虽然在热浴中，我们发现，Jarzynski等式正确地检索自由能差从非平衡测量，在活性浴的Jarzynski等式失败，因为存在非玻尔兹曼统计。我们证实了我们的实验结果与理论论据和数值模拟。
2016-01-06 cond-mat.soft
Coupling an elastic string to an active bath: the emergence of inverse damping
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Peking University（北京大学）
研究弹性弦与活性粒子浴耦合，揭示逆阻尼现象，通过推导求解Langevin-Klein-Gordon动力学，发现摩擦力由熵项和 frenetic 项组成，后者主导导致总摩擦负，引发波不稳定性。
2025-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Active volatile drops on liquid baths
在大多数实验研究中，活性液滴由于溶质来源的自生界面应力而在液体本体中推进。在这里，我们证明了由于热应力的液体浴的表面上的挥发性液滴的自推进。蒸发热泵被转换成由热毛细应力驱动的定向运动，热毛细应力作为液滴温度场对称破缺的结果出现在液滴表面上。液滴速度对放射性源的依赖关系，即蒸发通量，是用标度参数推导出来的，并捕获实验数据。
2020-10-08 cond-mat.soft
Depletion forces in non-equilibrium
本文将小颗粒池中两个固定的大胶体颗粒之间的有效损耗力的概念推广到非平衡状态，即小布朗颗粒池以预定速度绕大胶体颗粒流动。与平衡情况形成鲜明对比的是，非平衡力违反牛顿第三定律，是非保守的和强各向异性的，具有强吸引力和排斥力。
2003-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian Dynamics Simulations of Inclusions in an Active Fluid Bath
本文通过二维布朗动力学模拟研究活性向列流体浴中不同形状刚性内含物的扩散与旋转行为，揭示游动速度对手性漂移及平动—取向耦合的调控作用。
2025-05-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
Confinement-induced alternating interactions between inclusions in an active fluid
在悬浮在较小颗粒的热化浴中的胶体夹杂物系统中，浴在夹杂物之间产生吸引力，主要来自熵源，称为耗尽力。在活性浴颗粒的情况下，浴介导的力的性质从吸引力急剧变化为排斥力，因为颗粒活性的强度增加。我们研究这种浴介导的有效相互作用的胶体包裹体在浴的自推进布朗粒子，被限制在一个狭窄的平面通道。发现受限对胶体颗粒之间的相互作用有很强的影响，然而，这主要取决于通道内的胶体取向。约束对胶体圆盘相互作用的影响是由活性粒子在表面边界上的分层控制的。这可以作为竞争因素出现，涉及通道壁和胶体内含物在其自身附近积聚活性颗粒的倾向。
2019-12-23 cond-mat.soft
Harmonic chain driven by active Rubin bath: transport properties and steady-state correlations
本文研究活性 Rubin 浴驱动的谐振子链，推导出探针的有效噪声与耗散核及修正的涨落-耗散关系，并刻画了系统非平衡稳态的温度分布、速度关联和能量流，发现活性驱动导致两个特征长度尺度及能量流方向反转。
2024-10-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling transitions between nonequilibrium states through active bath engineering
University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Institut de Sciences et d’Ingénierie Supramoléculaires, University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学超分子科学与工程研究所）；Laboratoire de Physique de l’ENS de Lyon, CNRS, ENS de Lyon（里昂高等师范学院物理实验室，法国国家科学研究中心）；Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡材料物理与化学研究所）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
该研究以噪声色为控制参数开发协议，通过实验实现主动非平衡稳态间的快速转变，同时揭示了有限时间转变的速度极限及优化方向。
2026-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Forces from coarse-graining nonequilibrium degrees of freedom: exact results
本研究探究非平衡定态下简谐阱示踪粒子的弛豫动力学，推导不同非平衡场景下的解析结果，发现非平衡粗粒化产生的额外力等特性，并提出通过条件化与钉扎弛豫的测量对比确定非平衡力的实验方法。
2024-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force renormalization for probes immersed in an active bath
通过分子模拟与广义朗之万方程分析，揭示活性浴中探针所受外力发生重正化且显著小于物理外力，该效应无法仅用温度重正化解释。
2024-05-02 cond-mat.soft
Capillary condensation in an active bath
本文研究了由活性布朗粒子（ABPs）组成的溶液中的毛细凝聚过程，并研究了毛细管在运动诱导相分离（MIPS）附近的受力情况。毛细管被建模为两个平行的高纵横比，这是固定在空间的杆。我们考虑一个浴的ABP具有自推进速度远远大于MIPS发生所需的临界速度。对于一个给定的颗粒速度，我们逐渐增加的包装分数的ABPs，从一个均匀的稀相的ABPs和走向双结点的MIPS。根据ABPs的填充率和毛细管宽度，我们发现毛细管杆之间的有效力可以是吸引力或排斥力。事实上，随着宽度的增加，它显示出阻尼振荡，只要毛细冷凝发生。我们详细分析了它们，通过研究颗粒的距离分布从毛细管的内壁和外壁，分别。此外，我们研究了在接近临界点的条件下制备的活性浴中的毛细管。我们没有观察到长程Casimir相互作用存在的迹象。
2019-08-27 cond-mat.soft
Simple model for transport phenomena : Microscopic construction of Maxwell Demon like engine
提出了一个微观哈密顿框架来发展类麦克斯韦妖发动机。我们的模型包括一个平衡的热浴和非平衡浴;后者产生的驱动与外部固定，高斯噪声。我们开发的发动机可以被认为是一种通过修改内部波动来提取功的设备。我们的理论分析集中在寻找必要的成分产生波动诱导的非平衡条件下的运输。我们的模型的一个重要结果是，净运动发生时，非线性浴由外部噪声调制，创建非零的有效温度，即使当两个浴的温度相同。
2007-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced diffusion, swelling and slow reconfiguration of a single chain in non-Gaussian active bath
非平衡或活性环境的一个主要例子是生物细胞。为了理解生物分子如蛋白质、染色质在体内的功能，超越平衡的描述是绝对必要的。在这种情况下，生物分子已被建模为高斯活性浴中的劳斯链。然而，生物细胞中的这些非平衡波动是非高斯的。这促使我们采取一个劳斯链受到一系列脉冲的力量与有限的持续时间，模仿运行和翻滚运动的一类微生物。因此，通过构造，该主动力是非高斯的。我们的分析计算表明，质心（COM）的均方位移（MSD）增长更快，甚至在更高的活性下显示超扩散行为，支持最近对活性酶的实验观察（A.- Y.吉，Y.- K.周，S。Granick和T. Tlusty，Proc. Natl. Acad. Sci. 115，10812（2018）），但链重新配置较慢。具有N个单体的链的重构时间按N^sigma缩放，其中指数sigma=2。此外，链条膨胀。我们比较这种活动引起的肿胀与高斯活性浴中的劳斯链。原则上，我们的预测可以通过未来的单分子实验来验证。
2018-11-15 cond-mat.soft
Brush in the bath of active particles: anomalous stretching of chains and distribution of particles
近二十年来，聚合物刷与胶体颗粒之间的相互作用得到了广泛的研究。在这里，我们考虑一个平坦的链接枝基板浸入浴的活性粒子。模拟表明，自推进力的增加会导致穿透到刷子中的颗粒数量的增加。异常地，在非常大的自推进力下，刷主体内部的颗粒密度最终变得高于刷外部的颗粒密度。由于侵入颗粒的空间排斥作用，接枝链被进一步拉伸。随着自推进力的增加，在低和高接枝密度下观察到不同的链拉伸行为。令人惊讶的是，我们发现了一个弱的下降链的端到端的距离高接枝密度和非常大的力，这是让人想起的压缩效果的链在活性浴。
2015-08-24 cond-mat.soft
Passive particle in an active bath: How can we tell it is out of equilibrium?
本文研究活性粒子流体中被动探针的非平衡诊断问题，发现仅凭探针轨迹无法识别非平衡特征，提出通过探针对微小扰动的响应违反第一涨落耗散定理来判定非平衡态。
2024-01-15 cond-mat.soft
Spontaneous assembly of colloidal vesicles driven by active swimmers
我们探讨了自组装过程中的胶体结构浸泡在活性浴。通过考虑低价粒子，我们数值研究了不可逆的聚集动力学起源于运行和翻滚的游泳者的存在。我们观察到长的封闭链的形成-囊泡-密集填充活跃的游泳者。一方面，活性浴驱动封闭胶体结构的自组装，另一方面，囊泡的形成促进了游泳者的自捕获，这表明了构建结构化纳米材料和捕获微生物的新方法。
2018-09-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Anisotropic dynamics of a self-assembled colloidal chain in an active bath
暴露于非平衡（有源）噪声的各向异性大分子在生物系统中非常常见，因此准确理解其各向异性动力学至关重要。在这里，我们实验研究了孤立链的动力学组装的磁性微粒在液-气界面和移动的活性浴组成的运动E。大肠杆菌我们通过粒子追踪研究了内链动力学和各向异性质心动力学。我们发现，无论是内部和质心动力学大大增强相比，被动的情况下，即，没有细菌的系统，并且质量扩散系数$D$的中心具有作为链长的函数的非单调依赖性。此外，我们的研究结果表明，$D$平行和垂直于所施加的磁场的方向的组件之间的关系被保存在主动浴相比，被动的情况下，在平行方向上具有较高的扩散，在文献中以前的研究结果。我们认为，这种质的差异是由于实验几何形状和条件的细微差异，以及远程流体动力学相互作用和短程碰撞所发挥的相对作用。
2020-06-18 cond-mat.soft
Unusual swelling of a polymer in a bacterial bath
单聚合物链在热溶剂中的平衡结构和动力学现在已经用标度律很好地理解了。在这里，我们考虑在细菌浴中的聚合物，即在由引起非平衡波动的活性颗粒组成的溶剂中。使用计算机模拟的自避免的聚合物链在两个维度上，这是暴露在一个稀释浴的活性粒子，我们表明，弗洛里标度指数是不受浴活动提供链是很长的。相反，对于较短的链，侵入链的细菌之间存在非平凡的偶联，这可能以非普遍的方式使链扩张和扩展。作为分子量的函数，溶胀首先比Flory指数所描述的更快地缩放，然后达到不寻常的平台状行为，最后观察到与通用Flory行为的交叉。作为细菌活性的函数，链端到端距离表现出明显的非单调性。此外，链的质心的均方位移在中间时间显示出由活性溶剂诱导的弹道行为。我们的预测是可验证的二维细菌悬浮液和胶体模型链暴露于人工胶体microswimmer。
2014-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active microrheology in corrugated channels: comparison of thermal and colloidal baths
胶体悬浮液在多孔材料中的动力学与在本体中的动力学有很大的不同。特别是，在多孔材料中，具有复杂形状的边界的存在使纵向和横向自由度纠缠在一起，从而导致悬浮液的传输与壁引起的密度不均匀性之间的耦合。模型多孔介质中的胶体悬浮液的特征在于通过主动微观流变学，其中净力施加在单个胶体（示踪粒子）上，然后研究其输运性质。利用主动微流变学提供的轨迹来确定局部输运系数。为了评估胶体-胶体相互作用的作用，我们将示踪剂嵌入胶体悬浮液中的情况与示踪剂悬浮在理想浴中的情况进行比较。结果表明，随着通道宽度的增大，摩擦系数增大，通道通过时间分布变宽。这些功能获得示踪剂悬浮在（热化）胶体浴以及理想的热浴的情况下。这些结果突出了运输限制的相关性，并显示出对胶体/热浴的轻度依赖。最后，我们合理化我们的数值结果与半解析模型。有趣的是，该模型的预测是定量可靠的温和的外力，从而提供了一个可靠的工具，预测跨多孔材料的传输。
2021-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
