Tracer Dynamics in Crowded Active-Particle Suspensions
我们推导出运动方程的均方位移（MSD）的主动布朗粒子（ABP）在拥挤的环境中建模的密集系统的被动布朗粒子，和被动示踪粒子在密集的主动布朗粒子系统，使用投影算子计划。示踪粒子与稠密宿主环境的相互作用产生强烈的记忆效应。评估这些大约在最近开发的模式耦合理论的框架内的玻璃化转变的活性布朗粒子（ABP-MCT），我们讨论了各种制度的活动引起的超扩散运动和密度引起的次扩散运动。该理论的预测结果与事件驱动的布朗动力学模拟方案的二维主动布朗硬盘的动力学结果吻合良好。
2021-07-26 cond-mat.soft
Inertial effects of self-propelled particles: from active Brownian to active Langevin motion
通过将能量转化为机械运动而自我推进的活性粒子代表了物理学和化学中不断扩展的研究领域。对于在液体中运动的微米级颗粒（“微泳者”），大多数基本特征已经用过阻尼主动布朗运动模型来描述。然而，对于在气体中移动的宏观颗粒或微粒，惯性效应变得相关，使得动力学是欠阻尼的。因此，最近，通过将主动布朗运动模型扩展到包括惯性的主动朗之万动力学，描述了具有惯性的主动粒子。在这篇透视文章中，总结了具有惯性的活性粒子（“微飞体”）的单粒子特性和许多粒子的集体效应的最新发展。其中包括：粒子速度和自推进方向之间的惯性延迟效应、由转动惯量对长时间自扩散的调谐、非惯性系中的虚拟力效应以及惯性对运动诱导相分离的影响。还提出和讨论了未来可能的发展和前景。
2019-10-30 cond-mat.soft
The Effects of the Interplay Between Motor and Brownian Forces on the Rheology of Active Gels
活性凝胶在细胞内发挥关键的机械作用，如细胞分裂、运动和力感测。执行这些功能所需的独特机械性能来自于分子马达和半柔性聚合物长丝之间的相互作用。分子马达可以将ATP水解释放的能量转化为高达皮牛顿量级的力。此外，形成活性凝胶的聚合物长丝足够柔韧以响应布朗力，但也足够硬以支撑由马达产生的力引起的大张力。预期布朗力具有显著的效果，特别是在运动活动中，在运动活动中制备稳定的非收缩性体外活性凝胶用于流变学测量。在这里，最初在电机主导动力学极限下制定的活性凝胶微观平均场论被扩展到包括布朗力。在这里提出的模型中，布朗力被准确地包括在内，在真实的室温下，即使在具有高运动活性的系统中。结果表明，一个微妙的相互作用，或竞争，电动机产生的力量和布朗力之间有一个重要的影响，在质量传输和流变性能的活性凝胶。模型预测表明，在低频率下，活性凝胶的动态模量主要由马达蛋白动力学决定。然而，布朗力显着增加的弛豫谱的宽度，并可以影响的形状的动态模量在一个很宽的频率范围内，即使电机布朗力的比例超过一百。由于电机和布朗力之间的比率是敏感的ATP浓度，这里提出的结果揭示了一些光的瞬态机械响应的活性凝胶如何改变与不同的ATP浓度。
2022-08-13 cond-mat.soft
Escape rate of transiently active Brownian particle in one dimension
活动显着提高布朗粒子越过势垒的逃逸率。尽管在过去已经广泛地研究了恒定的活动，但是对于时间依赖的活动对粒子逃逸率的影响知之甚少。本文研究了具有瞬时活动性的布朗粒子的逃逸问题，在逃逸过程中，粒子的活动性迅速降低。使用有效平衡的方法，我们分析计算的逃逸率，假设粒子是完全被动或完全主动时，跨越障碍。我们进行了一维逃逸过程的数值模拟，发现与理论预测很好的协议。
2019-06-13 cond-mat.soft
Pseudochemotaxis in inhomogeneous active Brownian systems
我们研究了在非均匀活动剖面中受限的、自推进的布朗粒子的动力学性质。使用布朗动力学模拟，我们计算的概率达到一个固定的目标和平均首次通过时间的目标的活性粒子。我们表明，这两个量的强烈影响的非均匀活动。当活动被分布为使得高活动区位于目标和起始位置之间时，与均匀活动系统相比，目标发现概率增加并且通过时间减少。此外，对于连续分布的轮廓，活性梯度导致活性颗粒沿梯度向上漂移，这与趋化性相似。整合出的取向自由度，我们推导出一个近似的Fokker-Planck方程，并表明，理论预测是非常好的协议与布朗动力学模拟。
2019-08-29 cond-mat.soft
Fluctuating hydrodynamics and the Brownian motion of an active colloid near a wall
在热涨落的斯托克斯流体中，球形活性胶体表面的牵引力包含被动、主动和布朗贡献。在这里，我们推导出这三个部分系统地，通过“投影”的流体使用的边界域积分表示的慢粘性流。我们发现的布朗牵引和流体中的热力的统计之间的确切关系，并推导出，从而，波动耗散关系的每一个不可约的张量谐波牵引模式。前两种模式给出了布朗力和力矩，从这些力和力矩出发，我们构造了关于胶体位置和取向的Langevin和Smoluchowski方程。我们强调的活动引起的故障的细致平衡，并提供了一个处方计算的布朗力和扭矩的配置依赖的方差。我们将这些一般结果应用于平面壁附近的活性胶体，最简单的几何形状与配置相关的方差，并表明，固定分布是非吉布斯的。我们推导出一个正则化的平移和旋转摩擦张量，布朗动力学模拟所必需的，确保积极的变化在所有距离的墙壁。指出了这些结果的多体推广。
2017-09-07 cond-mat.soft
Surface Tension Between Coexisting Phases of Active Brownian Particles
针对活性布朗粒子相分离中表面张力公式的矛盾，本文基于系统内禀压力推导出新的力学表达式，得出显著为正且随活性增加的表面张力，有望解决相关争议。
2025-03-05 cond-mat.soft
Critical behavior of active Brownian particles
我们研究了活性布朗粒子作为一个范例，真正的非平衡相变。在计算机模拟中，由于密度守恒的事实，对临界点的接近受到阻碍。我们提出了一种修改的采样有限尺寸波动，并成功地测试了这种方法的二维伊辛模型。利用这个模型可以精确地确定二维活性布朗粒子在$\text{Pe}_{\text{cr}}=40(2)$，$ϕ_{\text{cr}}=0.597(3)$的临界点。在此基础上，研究了相应的临界指数$β$、$γ/ν$和$ν$.我们的结果是不兼容的2D-Ising指数，从而提出了一个问题，是否存在相应的非平衡普适类。
2017-12-06 cond-mat.soft
Microscopic derivation of a field equation for active Brownian particles
Universidad de Chile（智利大学）
研究人员从高持续区硬核活性布朗粒子的类Enskog动理学理论出发，从头推导得到AMB+，并通过对关联函数的有效参数化使有效自由能有两个极小值，给出模型系数的佩克莱特数 leading 阶近似表达式。
2026-08-12 cond-mat.soft
Optimal navigation strategy of active Brownian particles in target-search problems
我们调查的探索模式的microswimmer，建模为一个活跃的布朗粒子，寻找一个目标区域位于一个良好的能源景观和分离的初始位置的粒子由高障碍。我们发现，微型游泳者可以通过调整其活动和持久性来响应环境的特征，从而提高其找到目标的成功率。主动布朗粒子的目标搜索模式是违反直觉的，并显示出对能量景观变化具有鲁棒性的特征。相反，跃迁速率和跃迁路径时间对特定能量景观的细节很敏感。与被动情况形成鲜明对比的是，额外的局部最小值的存在不会显著减慢主动目标搜索动态。
2021-09-01 cond-mat.soft
Force-Free and Autonomous Active Brownian Ratchets
Leipzig University（莱比锡大学）；Charles University（查理大学）
研究无外力自主主动布朗马达的机制，通过空间调制但稳定的活动实现布朗粒子运动的定向，发现二维几何是必要条件，最大效率出现在中等活动水平。
2023-03-29 cond-mat.soft
Brownian Dynamics of Confined Suspensions of Active Microrollers
我们发展了有效的数值方法来进行多体布朗动力学模拟最近观察到的指进不稳定性在一个活跃的悬浮胶体辊沉积在墙上[M。德里德尔湾Delmotte，M. Youssef，S. Sacanna，A. Donev和P. Chaikin，Nature Physics，2016，doi：10.1038/nphys3970]。我们提出了一个随机的Adams-Bashforth积分的布朗动力学方程，它具有相同的成本，但更准确地比广泛使用的Euler-Maruyama计划，并使用随机有限差分捕获的随机漂移成比例的配置相关的迁移率矩阵的发散。我们使用Krylov方法生成布朗增量，并表明，对于被限制在重力或活动流的无滑壁附近的粒子，迭代次数与粒子的数量无关。我们的数值实验与主动辊表明，热波动设置的特征高度的胶体以上的壁，无论是在初始条件和随后的演变主导的主动流。特征高度又控制着指进不稳定性发展的时间尺度和波长。
2017-03-14 cond-mat.soft
Single-orientation Crystalline Domains of Active Brownian Particles Lead to Collective Motions
School of Physics and Electronic Information, Mianyang Teachers’ College（绵阳师范学院物理与电子信息学院）；Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences（中国科学院计算机网络信息中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
本研究发现活性布朗粒子的单向取向晶体域与运动相关区域重合，通过整体平移或旋转导致域间相对运动，从而形成集体运动。
2026-01-13 cond-mat.soft
Characteristic features of self-avoiding active Brownian polymers under linear shear flow
本文通过布朗动力学模拟研究了剪切流与活性噪声下柔性线性聚合物的构象与动力学特性，发现活性噪声会显著改变其幂律标度指数，并使剪切诱导拉伸呈现先压缩后拉伸的非单调行为。
2023-11-20 cond-mat.soft
Linear response approach to active Brownian particles in time-varying activity fields
在理论和模拟研究中，活性布朗粒子（ABPs）在三维散装系统暴露于时变的正弦活动波，通过系统运行。一个线性响应（绿色Kubo）形式主义推导出完全解析表达式的粒子的无扭矩偏振分布。活动波诱导通量，强烈依赖于颗粒的大小，并可用于反混的ABP的混合物或驱动颗粒进入系统的选定区域。进行三维朗之万动力学模拟以验证线性响应形式主义的准确性，其被示出为当颗粒小（即，高度布朗）或在低活性水平下操作。
2018-02-12 cond-mat.soft
Mode-Coupling Theory for Tagged-Particle Motion of Active Brownian Particles
我们推导出一个模式耦合理论（MCT）来描述在两个空间维度的活性布朗粒子（ABPs）的稠密系统中的示踪粒子的动力学。ABP经历平移和旋转布朗动力学，并配备有一个固定的自推进速度沿其取向矢量，描述了他们的主动运动。由此产生的运动方程的标记粒子密度关联函数描述的各种情况下的示踪剂动力学接近玻璃化转变：一个被动的胶体粒子在ABP的悬浮液中，一个单一的活性粒子在玻璃形成的被动主机悬浮液，和在一个浴的活性粒子的活性示踪剂。这些情况下，假设硬球粒子之间的相互作用的数值结果。对事件驱动的布朗动力学（ED-BD）模拟的主动和被动硬盘的理论的定性和定量的准确性进行了测试。模拟和理论被发现在定量协议，提供一个调整的整体密度（已知从玻璃态动力学的被动描述），并允许在主动主机系统的自推进速度的重新调整。这些调整解释了ABP-MCT通常高估动力学阻滞趋势的事实。我们还确认在模拟中的瞬态和稳态动力学密度关联函数的一个独特的功能，他们缺乏对称性下的时间反演，展示了系统的非平衡性质，以及它如何体现在理论。
2021-07-27 cond-mat.soft
Active Brownian particles at interfaces: An effective equilibrium approach
一个简单的理论方法是用来研究活性胶体在自由界面和附近的排斥基板。我们采用动态密度泛函理论来确定有效平衡系统中的稳态密度分布[Farage等人，E，91（2015）042310]。除了已知的积累在表面上，我们预测润湿和干燥过渡在一个平坦的排斥壁和毛细冷凝和蒸发在狭缝孔。这些新现象与体相中的运动诱导相分离（MIPS）密切相关。
2017-02-02 cond-mat.soft
Brownian microhydrodynamics of active filaments
在生物、物理和技术背景下，能够在没有外部驱动的情况下在静止流体中自发运动的细长体是常见的。流体的自发流动、布朗运动和物体的弹性之间的相互作用是一个具有挑战性的流固耦合问题。在这里，我们模拟这个问题，近似细长体作为一个弹性细丝，可以施加非平衡速度或应力在流体-结构界面。我们推导出这样一个积极的灯丝的运动方程，通过强制执行动量守恒的流体-结构相互作用，并假设在流体中的缓慢粘性流动。流体-结构相互作用可通过积分方程的解得到，达到任何所需的精度。一个简化形式的运动方程，允许有效的数值解，通过应用Kirkwood-Riseman叠加近似的积分方程。我们使用这种形式的运动方程来研究自由和铰接的最小活动细丝中的动力学稳态。我们的模型提供了基础，研究集体现象的动量守恒，布朗，主动丝悬浮液。
2015-08-12 cond-mat.soft
Two-field theory for phase coexistence of active Brownian particles
本文通过模拟活性布朗粒子在墙附近的准一维系统中的极化场动力学，观察到从均匀到非均匀极化状态的转变，并提出了基于微观和现象学论证的密度与极化场的粗粒化方程，以解释相共存现象。
2025-10-15 cond-mat.soft
Feedback-Controlled Active Brownian Colloids with Space-Dependent Rotational Dynamics
自推进胶体的非热性质为非平衡物理学提供了新的见解。描述其轨迹的中心数学模型是主动布朗运动，其中粒子以恒定速度移动，同时由于旋转扩散而随机改变方向。虽然存在几种反馈策略来实现位置相关的速度，但旋转扩散的空间和时间控制的可能性，这是由热波动决定的，仍然没有开发。在这里，我们解耦旋转扩散热噪声。使用外部磁场和离散时间反馈回路，我们调整的旋转扩散率的活性胶体以上和以下的热值的意愿和探索丰富的现象，包括异常扩散，定向运输，和本地化。这些发现为活性物质的控制增加了一个新的维度，对从最佳运输到智能材料的广泛学科都有影响。
2020-06-14 cond-mat.soft
Splitting probabilities for dynamics in corrugated channels: passive VS active Brownian motion
本文针对三维波纹通道中的粒子输运问题，采用Fick-Jacobs方法解析研究被动与主动布朗运动的分裂概率随系统参数的变化，揭示二者的行为异同，为识别粒子活性提供了特征依据。
2023-01-31 cond-mat.soft
Inertia suppresses signatures of activity of active Brownian particles in a harmonic potential
一个谐波捕获的活性布朗粒子表现出两种类型的位置分布-一个有一个单峰，另一个有一个单一的井-这意味着稳态动力学低和高活性，分别。向平移运动添加惯性保留了密度的这种严格的单峰/井分类，但改变了参数空间中状态之间的划分边界。我们在一个空间维度的动态使用静态福克-普朗克方程的状态空间的完整的联合分布的特点是这种转变。我们用摄动方法解析地导出了小转速下的局部结果，然后用数值方法将其推广到全局
2023-03-03 cond-mat.soft
Collective motion of Active Brownian Particles with polar alignment
我们提出了一个全面的计算研究的集体行为出现的竞争之间的自推进，排除体积相互作用和速度对齐的二维模型的活性粒子。我们考虑主动布朗粒子模型的扩展，其中粒子的自推进方向与它们的邻居之一对齐。我们分析了集体运动（群集）在低密度制度（10%的表面积）的发病，并表明，它主要是由速度对齐相互作用的强度控制：自推进和拥挤效应之间的竞争在群集的出现中起着次要的作用。然而，在群集阈值以上，系统呈现比没有对准相互作用（活性布朗粒子）或排除体积效应（类Vicsek模型）的类似模型更丰富的斑图形成场景。取决于参数制度，系统的结构的特征在于有限大小的极性团簇的广泛分布，或者存在无定形的、高度波动的、大规模的移动结构，其可以采取通道状或带状形式（并且通常是介于两者之间的混合结构）。我们建立了一个相图，总结极性主动布朗粒子的集体行为，并提出了一个通用的机制来描述的复杂性的大尺度结构中观察到的排斥性自推进粒子系统。
2018-01-04 cond-mat.soft
Active Brownian particles near straight or curved walls: Pressure and boundary layers
与平衡系统不同，活性物质不受传统的热力学热力学定律控制。通过一系列的解析计算和朗之万动力学模拟，我们探讨了系统如何从平衡态过渡到活跃行为的活动增加。特别地，我们计算了直壁或圆壁附近的密度和取向序的轮廓，并显示了边界层的特征宽度。我们发现一个简单的关系密度和压力的增强附近的壁。基于这些结果，我们确定如何的压力取决于壁曲率，从而作出近似的分析预测的运动曲线示踪剂，以及整流的活性粒子周围的小开口在受限的几何形状。
2017-12-27 cond-mat.soft
Density and Polarization of Active Brownian Particles in Curved Activity Landscapes
具有空间依赖性活动的能动活性粒子的悬浮液形成特征偏振和密度图案。最近的单粒子研究平面活动景观确定了几个数量与紧急密度极化模式，包括游泳压力，这是完全由散装变量，从而构成态函数。我们表明，对于径向对称的活动步骤，这些变量取决于主动-被动接口的曲率。在总极化和游泳压力的特定情况下，我们推广了这一结果的任意径向对称的活动景观。我们的精确以及近似的分析结果同意精确的数值计算。我们期望定性相同的结果，以保持任意弯曲的活动景观。
2021-05-03 cond-mat.soft
Mobility-induced phase separation in a binary mixture of active Brownian particles
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional（卡洛斯一世理论与计算物理研究所）
研究揭示了活性布朗粒子二元混合物中运动诱导相分离的现象，发现高密度共存态呈液态，且单组分系统中固态也表现出扩散行为。
2025-12-31 cond-mat.soft
Active Brownian and inertial particles in disordered environments: short-time expansion of the mean-square displacement
我们考虑一个活跃的布朗粒子在无序的二维能量或运动景观。平均均方位移（MSD）的颗粒内的系统的短时扩展的解析计算。因此，对于过阻尼颗粒，外部随机力场和自推进速度的无序都引起弹道行为，增加了具有急剧自推进速度的活性颗粒的弹道状态。力和运动景观中的空间相关性仅对MSD的三次和更高阶幂有贡献。最后，对于惯性粒子的两个超弹道制度的MSD随时间的标度指数是$α=3$和$α=4$。我们通过计算机模拟证实了我们的理论预测。此外，它们在随机环境中的自推进胶体实验中是可验证的。
2021-04-30 cond-mat.soft
Diffusiophoretic Brownian dynamics: characterization of hydrodynamic effects for an active chemoattractive polymer
本文优化泳动布朗动力学以匹配显式溶剂流体力学结果，揭示活性趋化聚合物的塌缩转变及回转半径、弛豫时间随链长的非单调增长。
2024-06-14 cond-mat.soft
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
Response of active Brownian particles to boundary driving
计算研究了欠阻尼主动布朗粒子在剪切通道几何中的行为。由于它们的欠阻尼动力学，粒子在其耗散到衬底中之前携带远离边界的特征距离的动量。我们将这个距离与粒子轨迹的持久性相关联，这是由它们的摩擦和自推进共同决定的。在这个特征长度内，我们观察到新的和违反直觉的现象，这些现象源于活动、粒子间相互作用和边界驱动的相互作用。根据摩擦力和自推进力的大小，粒子间的相互作用可以帮助或阻碍动量传输。更戏剧性的是，在某些情况下，我们观察到附近的墙壁，我们与粒子自推进方向的诱导极化的流动逆转。我们合理化这些结果在一个简单的动力学粒子轨迹的图片。
2019-05-29 cond-mat.soft
Active Brownian Rods
在这里，我回顾了大规模的性能收集的积极布朗细长的对象，特别是棒，在耗散介质/基板移动。我通过提出三种不同的降低复杂性的模型来解决这个问题，我分别称之为模型I，II和III。
2015-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Splitting probabilities of confined chiral active Brownian particles
University of Alberta（阿尔伯塔大学）
研究手性活性布朗粒子在受限域中的分裂概率，通过反向福克-普朗克方程分析一维区间和二维锯齿通道中的传输行为，推导一维情况的解析解，并利用Fick-Jacobs方法和数值方法探讨几何结构、活动性和手性对逃逸概率的影响。
2026-04-24 cond-mat.soft
Active string fluids and gels formed by dipolar active Brownian particles in 3D
通过3D布朗动力学模拟，研究了自驱动与偶极相互作用对动态自组装的影响，发现活性力调控下系统可形成活性链流体或凝胶，并伴随扩散增强与拓扑结构转变。
2024-04-26 cond-mat.soft
Entropy production of active Brownian particles going from liquid to hexatic and solid phases
本研究通过数值方法考察二维活性布朗粒子系统在液、六方、固相中的熵产生，发现平均熵产生导数在六方-固相转变处显著变化，分布尾部结构由低序区粒子动力学机制导致且可由单粒子模型重现。
2024-12-10 cond-mat.soft
Desorption of an active Brownian polymer from a homogeneous attractive surface
通过朗之万动力学模拟研究活性布朗聚合物在吸引表面的吸附与脱附行为，发现活性引发状态转变，且脱附时间随活性呈指数衰减并与链长存在标度关系。
2024-08-25 cond-mat.soft
The role of topological defects in the two-stage melting and elastic behavior of active Brownian particles
我们发现，在高活性的排斥性的活性布朗粒子的结晶状态熔融成六角状态，但这种转变是不是由所建议的Kosterlitz-Escherless-Halperin-Nelson-Young（KTHNY）理论的束缚位错对的解束缚驱动。在降低密度时，结晶状态熔化成没有任何缺陷的高密度六方晶系。进一步降低密度，位错增殖并在系统中引入塑性，然而保持六角状态，但最终熔化成流体状态。值得注意的是，主动固体的弹性常数等于它们的被动对应物的弹性常数，因为在固体状态下，游动对应力张量的贡献可以忽略不计。活动的唯一影响是稳定的固体状态转移到更高的密度。此外，弹性常数作为密度的函数的不连续性对应于缺陷浓度的变化，而不是固体六角晶系转变。
2019-07-10 cond-mat.soft
Crystallization of Chiral Active Brownian Particles at Low Densities
研究低密度下手性活性布朗粒子的结晶行为，揭示其在远离平衡时的相变特性。
2025-12-02 cond-mat.soft
Aggregate morphology of active Brownian particles on porous, circular walls
我们研究了运动诱导的活性布朗粒子（ABPs）在多孔圆形壁上的聚集。我们观察到，静态壁上聚集的致密相的形态取决于壁的孔隙率，颗粒运动性和圆形壁的半径。我们的分析揭示了两个形态上不同的，致密的聚集体;一个连接的致密的集群，均匀地分布在圆形的墙壁和一个本地化的集群，打破了系统的旋转对称性。这些不同的形态状态是相似的宏观结构中观察到的平面，多孔壁聚集体。我们系统地分析了观察到不同形态状态的参数制度。我们进一步扩展我们的分析，以运动的圆环。我们发现，能动环推进几乎弹道由于由活性粒子施加的力时，他们形成一个本地化的集群，而它扩散移动时，活性粒子形成一个连续的集群。这个性质证明了从ABPs系统中提取有用功的可能性，即使没有人为破坏旋转对称性。
2020-10-04 cond-mat.soft
Morphological transitions of active Brownian particle aggregates on porous walls
运动诱导的活性布朗粒子（ABPs）的壁聚集是一个很好的研究现象。在这里，我们研究了ABPs在多孔壁上的聚集，这使得颗粒能够以较大的运动性穿透。我们发现，活性聚集体经历了一个形态的过渡，从一个连接的致密相断开液滴的壁孔隙率和颗粒的自我运动性的增加，类似的润湿-去湿过渡平衡流体。我们表明，这两个形态不同的状态是稳定的，至少在某些参数区域的初始条件和独立。我们的分析表明，壁孔隙率的变化会影响聚集体的固有特性，并改变有效的壁-聚集体界面张力，与形态转变的外观一致。因此，密度以及取向分布的仔细分析表明，这种形态转变的根本原因不一定是特定于具有多孔壁的系统，并且可以通过调整限制壁的性质来观察更大类的受限的活性系统。
2020-10-12 cond-mat.soft
Dynamical self-assembly of dipolar active Brownian particles in two dimensions
基于布朗动力学（BD）模拟，我们研究了具有偶极-偶极相互作用的活性布朗粒子的动力学自组装。每个粒子的推进方向被选择为平行于其偶极矩。我们探索了广泛的motilities和偶极耦合强度，并根据几个序参量表征相应的行为。在低密度和低流动性下，最重要的结构现象是偶极粒子聚集成链。当粒子运动性增加时，这些链状结构断裂，系统转变为弱相关的各向同性流体。在高密度下，我们观察到，运动诱导的相分离强烈抑制偶极耦合。一旦偶极耦合主导了热能，相分离消失，系统反而显示出群集状态，其中粒子形成巨大的团簇并沿一个方向集体运动。我们提供的群集行为的出现，这是缺乏被动偶极系统的参数。
2019-11-08 cond-mat.soft
Study of Active Brownian Particle Diffusion in Polymer Solutions
采用Langevin动力学方法研究了活性布朗粒子在聚合物溶液中的扩散行为。我们发现，长时间的扩散系数$D$可以显示出非单调的依赖于颗粒尺寸$R$，如果主动力$F_{a}$是足够大的，其中一个较大的颗粒将扩散速度比一个较小的，这是相当违反直觉的。通过分析的短时间动态相比，被动的，我们发现，这种非平凡的依赖性的结果从ABP的持久性运动和长度尺度依赖的有效粘度的颗粒在聚合物溶液中经历的竞争。\textcolor{black}{We have also introduced an effective viscosity $η_{\text{eff}}$ experienced by the ABP phenomenologically. Such an active $η_{\text{eff}}$ is found to be larger than a passive one and strongly depends on $R$ and $F_{a}$} \textcolor{magenta}{.}另外，我们还发现在固定的$R$下，$D$对推进力$F_{a}$的依赖关系呈现出良好的标度形式，标度因子随$R$的变化而非单调变化。结果表明，活性相对纳米粒子在复杂溶液中的扩散起着相当微妙的作用。
2018-01-10 cond-mat.soft
Crystallisation and Polymorph Selection in Active Brownian Particles
我们探讨了结晶和多晶型选择在活跃的布朗粒子的数值模拟。与先前的工作[Wysocki $\textit{et al.}$ $\textit{Europhys. Lett.}$，$\textbf{105}$ 48004（2014）]一致，我们发现结晶受到活性的抑制，并且随着$Péclet$数量（$Pe$）的增加而在更高的密度下发生。虽然成核速率随着活性的增加而降低，但由于熔体中的加速动力学，晶体生长速率增加。作为这种竞争的结果，我们观察到从成核和生长制度在高$Pe$的“调幅成核”在低$Pe$的过渡。不像被动硬球的情况下，FCC的HCP多晶型物的偏好是弱的，活动导致HCP堆垛层错的退火，从而强烈地有利于FCC对称性在高$Pe$。当冻结发生得更慢时，在成核和生长状态下，这种趋势大大降低，我们看到对任一多晶型物几乎没有偏好的被动情况的趋势。
2021-07-23 cond-mat.soft
Applicability of Effective Pair Potentials for Active Brownian Particles
我们已经进行了一个案例研究，调查了最近提出的方案，以获得活性布朗粒子的有效对势[Farage等人，E 91，042310（2015）]。将该方案应用于Lennard-Jones势，将主动布朗粒子的数值模拟与被动布朗粒子通过有效对势相互作用的模拟进行了比较。分析的静态对相关性，我们的研究结果表明，我们获得定量，甚至定性，协议的活动参数（速度和取向相关时间）的范围有限。此外，我们发现一个质的不同行为的维里压力，即使是小的推进速度。结合这些研究结果，我们得出结论，超越线性响应活性粒子表现出真正的非平衡特性，不能单独通过有效的对相互作用捕获。
2016-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of sedimenting active Brownian particles
本文研究了在重力和被动涨落作用下，一个主动布朗粒子在三维空间中沉降的随机动力学。我们提出了一个解析解的Fokker-Planck方程的随机过程，使我们能够描述动态的活性布朗粒子在三维空间。我们解决的时间演化的极化，极化和稳态的解决方案。我们还进行了布朗动力学模拟和研究粒子的活动对它们的集体运动的影响。这些结果与我们的模型定性一致。最后，我们将我们的结果与实验[J. Palacci \emph{et al.}，Phys. Rev. Lett. \textbf{105}，088304（2010）]，并且发现非常好的一致性。
2018-08-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mean first passage time of active Brownian particle in one dimension
本文用数值模拟的方法研究了一维活动布朗粒子的平均首次通过时间。一维的活动被建模为两个状态模型;粒子以恒定的推进强度移动，但其方向从一个状态切换到另一个状态，就像随机电报过程一样。我们研究了有限的重置率$r$对单个自由主动布朗粒子到达固定目标的平均首次通过时间的影响，并利用有效扩散过程映射了这一结果。与被动布朗粒子的情况一样，我们可以找到主动布朗粒子的最佳重置率$r^*$，对于该主动布朗粒子，目标被发现的平均时间最短。在存在外部势的情况下，我们发现理论和数值模拟使用有效势的方法之间的良好协议。
2017-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-negative Interfacial Tension in Phase-Separated Active Brownian Particles
本文提出了活性布朗粒子气液自由界面非平衡界面张力$γ_{\rm gl}$的微观理论。基本的平方梯度处理和分裂的力平衡的流量和结构的贡献是一般的，适用于非均匀的非平衡稳态。我们发现$γ_{\rm gl}\geq 0$，它反对Bialké等人的主张[Phys. Rev. Lett. $\bf{115}$，098301（2015）]，并提供了在主动布朗动力学多体模拟中广泛观察到的界面稳定性的理论依据。
2020-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trapping of active Brownian and run-and-tumble particles: a first-passage time approach
我们采用首次通过时间方法研究了活性粒子与平坦边界碰撞所引起的捕获时间的统计特性。精确计算了活跃布朗粒子和翻滚粒子的角首次通过时间分布和平均首次通过时间，并对结果进行了比较。理论预测与Langevin模拟非常一致。我们的研究结果进一步阐明了具有不同动力学的活性粒子在本体中可能是等效的，但在边界或障碍物附近表现不同。
2022-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Escape rate of an active Brownian particle over a potential barrier
研究了空间立方势场中具有非线性摩擦函数的活动布朗粒子的动力学。对于强阻尼但有限阻尼，粒子在空间势垒上的逃逸率与噪声强度呈非单调关系。我们将这种行为与这样一个事实联系起来，即活性粒子从极限环而不是从固定点逃逸，并且一定量的噪声可以稳定粒子在这个极限环上的逗留。
2012-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Particles Escaping a Channel in Single File
活动粒子可能恰好被限制在非常狭窄的通道中，以至于它们不能相互超越（单列条件）。这种有趣的情况揭示了由于集体重排中产生的强粒子间相关性而产生的非平凡的物理特征。我们考虑一个极小模型的主动布朗粒子的目的是研究的活动介绍的经典（被动）单文件图片的修改。根据它们的运动是由平移还是旋转扩散主导，我们发现单个文件中的主动布朗粒子可以排列成连续合并和分裂的簇（{ \it主动簇}）或仅仅再现被动运动范例。我们表明，活动传达给自推进粒子的一个战略优势，侵入狭窄的通道对外部偏见（例如，引力场）。
2014-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective interactions in active Brownian particles
University of Oxford（牛津大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本文提出通过反推方法获得活性布朗粒子系统中有效相互作用势能，并探讨其在描述系统结构及测量化学势方面的应用。
2026-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pseudo-chemotaxis of active Brownian particles competing for food
利用布朗动力学模拟，研究了有燃料（或“食物”）源存在时活性布朗粒子（ABPs）的运动。这是一个既定的事实，在封闭的固定系统中，活性的ABPs产生的密度分布，增强在低活性的区域，这通常被称为“抗趋化性”。我们证明，-相反，共同认为-在非静止的设置，出现在这里作为一个结果，短的燃料爆发，我们的模型ABPs，而不是表现出趋化行为的签名。在与不活跃的，但在其他方面相同的布朗粒子（BP）的直接竞争中，ABPs被证明可以获取更大量的食物。从生物学的角度来看，尽管没有感觉装置，但激活的能力将包含进化优势。
2019-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Comment on "Flocking without Alignment Interactions in Attractive Active Brownian Particles [arXiv:2303.07746]"
本文评论了吸引性活性布朗粒子无需对齐相互作用即可群集的论点，指出其缺乏长程关联和定向运动等群集核心特征。
2023-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian Motion in Two Dimensions
本文研究了单个活性布朗粒子在二维空间中的动力学行为。ABP具有由旋转扩散常数$D_R$设置的固有时间尺度$D_R^{-1}$。我们表明，在短时间$t \ll D_R^{-1}$，“活性”的存在下，在一个强烈的各向异性和非扩散动力学的$(xy)$平面的结果。我们精确计算的边缘分布的$x$和$y$位置坐标以及径向分布，这都是非布朗。此外，我们表明，在早期，ABP具有异常的首次通过性能，其特征在于非布朗指数。
2020-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between timescales governs the residual activity of a harmonically bound active Brownian particle
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究通过实验、模拟和解析计算，揭示谐势束缚活性布朗粒子的稳态分布交叉由persistence时间与平衡时间的比值决定，而非推进速度，明确了时间尺度相互作用对其剩余活性的调控机制。
2026-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
