Scale free chaos in the confined Vicsek flocking model
Vicsek模型包含活性干物质的范例。受昆虫群体集体行为的启发，我们研究了三维简谐约束Vicsek模型中的有限尺寸效应和临界性。我们已经发现了一个相变，存在适当的噪音和小的限制强度。在限制与噪声的临界线上，群处于无标度混沌状态，其特征在于最小关联时间、关联长度与群大小成正比以及拓扑数据分析。临界线将分散的单星系团与受限的多星系团分开。无标度混沌群占据一个紧凑的空间区域，由一个可识别的凝聚核和进出凝聚核的粒子组成，敏感度、关联长度、动态关联函数和最大李雅普诺夫指数服从幂律.临界线和一个狭窄的临界区域接近它同时移动到零约束强度无限多个粒子。在第一个混沌限制窗口的末端，有另一个相变到有限大小的无限密集的集群，可以被称为植绒黑洞。
2023-01-17 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.bio-ph
Three-state active lattice gas: a discrete Vicseklike model with excluded volume
本文提出三角晶格上具有排除体积的三态主动粒子模型，通过蒙特卡洛模拟研究密度与噪声驱动的有序-无序转变，发现完全占据时为连续相变且与三态 Potts 模型同类，低密度时为不连续相变并伴随滞后现象。
2024-05-10 cond-mat.stat-mech
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
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
Towards a quantitative kinetic theory of polar active matter
综述了近年来研究活性粒子Vicsek模型的动力学方法。该理论基于相空间中的精确Chapman-Kolmogorov方程。它可以处理离散时间动力学和“奇异”多粒子相互作用。在分子混沌的假设下，得到了单粒子分布函数的非局域平均场论。Bertin等人的玻尔兹曼方法，E 74，022101（2006）和J. Phys. A：Math. Theor. 42，445001（2009），是批判性的评估，并与当前的方法。在玻尔兹曼理论中，当两个粒子进入彼此的作用球时，碰撞开始，当它们的距离超过相互作用半径时，碰撞结束。这种碰撞的平均持续时间，$τ_0$，测量Vicsek模型与连续时间演化。如果噪声被选择为接近群集阈值，则发现碰撞之间的平均时间在低密度下大致等于$τ_0$。因此，连续时间Vicsek模型在群集阈值附近不能用玻尔兹曼方程精确描述，即使在非常小的密度下也是如此，因为碰撞需要很长时间，通常其他粒子会加入，使得玻尔兹曼的二元碰撞假设无效。流体动力学方程的相空间方法推导出通过Chapman-Enskog展开。该方程进行了比较，以色调涂理论的极性活性物质。新的条款，缺席的Toner-Tu理论，突出显示。讨论了Chapman-Enskog及类似梯度展开式的收敛性问题。
2014-03-26 cond-mat.stat-mech
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
Equilibrium to off-equilibrium crossover in homogeneous active matter
我们研究了Vicsek模型在其有序转变附近平衡态和非平衡态动力学普适类之间的交叉。从Chen et al \cite{chen2015critical}的不可压缩流体动力学理论出发，我们证明了增加活度会导致平衡铁磁不动点（动力学临界指数为$z = 2$）和非平衡活动不动点（动力学临界指数为$z = 1.7$）之间的重整化群（RG）交叉（在$d=3$中）。我们运行模拟的经典Vicsek模型在近有序制度，并发现，临界减速确实与活动的变化，显示两个指数，是在显着的协议与RG预测。平衡点到非平衡点的交叉由一个特征长度尺度决定，超过这个尺度，主动动力学就会接管。这样的长度尺度是较小的活动越大，表明存在一个一般的权衡活动和系统的大小在确定的动力学普适性类的活性物质。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech
Local interactions in active matter are reinforced by spatial structure
该研究针对存在障碍物时Vicsek模型中相互作用半径对集群行为的影响这一未解问题，探究发现障碍物通过影响群体密度形成不同集体行为相，甚至能在噪声增加时促成全局有序。
2024-02-07 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Phase transitions on a class of generalized Vicsek-like models of collective motion
由相互作用的自推进粒子（SPP）组成的系统表现出与集体运动相关的不同形式的有序-无序相变。在本文中，我们提出了一个推广的Vicsek模型，其特征在于一个角噪声项以下的任意概率密度函数，这可能取决于系统的状态，从而具有乘法字符。我们表明，建立良好的矢量Vicsek模型可以表示在这个一般的形式主义，推导出相应的角概率密度函数，以及我们提出了两个新的乘法模型组成的双变量高斯分布和包裹高斯分布。与建议的形式主义，平均场系统可以解决使用的角度随机项的平均合成长度。因此，当SPP全局相互作用时，相变的特征取决于噪声分布的选择，对于矢量和包裹高斯分布是具有混合缩放的一阶，而对于双变量高斯分布是二阶。数值模拟表明，当SPP之间的相互作用由静态复杂网络给出时，这种情况也成立。另一方面，使用空间短程相互作用显示，在所有考虑的情况下，一个不连续的过渡与共存区域，符合Vicsek模型的原始配方。
2021-02-09 cond-mat.stat-mech nlin.AO
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
Stochastic Heat Engine Using Multiple Interacting Active Particles
本文提出以多个具有类 Vicsek 相互作用的活性粒子为工质，通过周期性改变二维圆形势阱壁陡度与粒子活性实现随机热机，并分析提取功及效率定义问题。
2023-04-24 cond-mat.stat-mech
Scale-free chaos in the 2D harmonically confined Vicsek model
本文研究二维谐和约束 Vicsek 模型的无标度混沌相变，揭示其混沌群体形态和动态关联行为与昆虫群观测相符，并计算比较临界指数。
2023-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
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
Modified Family-Vicsek Scaling and Probability Distributions for Brownian Castle Interfaces
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
研究布朗城堡界面生长模型，通过数值验证其界面宽度呈现修正的家族-维塞克标度性质，得出生长指数和粗糙度指数，发现短时间标度修正，还揭示了高度概率分布与简单高斯行为的偏差及高度变化概率分布的形式。
2026-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Machine learning phases of active matter
近年来，人们对使用机器学习来预测和识别各种系统中的相变越来越感兴趣。本文采用卷积神经网络（CNN）研究Vicsek模型的相变，解决了传统的序参量研究能力不足的问题。在大规模的模拟，有四个阶段，我们确认，所有的相变之间的两个相邻的阶段是一阶的。我们已经成功地分类的相位，通过使用CNN与高精度和确定的相变点，而传统的方法使用各种序参量无法获得。这些结果表明，机器学习方法在理解集体行为和相关复杂系统的复杂性方面具有巨大的潜力。
2022-10-01 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Accelerating consensus of self-driven swarm via adaptive speed
近年来，Vicsek模型得到了越来越多的关注和发展。然而，迄今为止，对收敛时间的深入分析还很少见。本文研究了影响Vicsek模型收敛时间的若干因素。通过大量的数值模拟，我们发现了无噪声情况下具有$r^2\ln N$的幂律方程的收敛时间尺度，其中$r$和$N$分别为视界半径和粒子数.此外，为了加快收敛速度，我们提出了一个新的模型，其中每个粒子的速度是可变的。与标准Vicsek模型相比，收敛时间明显缩短.
2008-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
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
Active matter beyond mean-field: Ring-kinetic theory for self-propelled particles
从相空间中N粒子的精确演化方程出发，导出了Vicsek型自推进剂模型的环动力学理论。该理论超越了平均场，并且不依赖于玻尔兹曼对分子混沌的近似。它可以处理碰撞前的相关性和团簇形成，这两者对于理解集体运动的相变都很重要。我们提出了一个图解技术来执行一个小的密度扩展的碰撞算子，并推导出前两个方程的BBGKY-层次。提出了一种数值求解格子上两粒子关联演化方程的算法。基于代理的模拟和信息量，如取向和密度关联函数进行了比较与环动力学理论得到的。在不太小的噪声和平均自由程下，模拟和理论之间有很好的定量一致性。这表明在Vicsek类模型中存在参数范围，其中BBGKY-层次的相关闭包给出了正确和非平凡的结果。我们计算了无序相的取向关联对距离的依赖关系，发现它似乎符合幂律，指数约为-1.8，然后指数衰减。一般的动力学理论和它的数值解的局限性进行了讨论。
2015-01-16 cond-mat.stat-mech
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
Self-Propelled Collective Motion with Multiplicative Scalar Noise
本文提出一种乘性标量噪声的集体运动模型，通过修改原始 Vicsek 模型以允许稀疏邻域中的个体运动，消除了原模型在低速低密度区预测连续相变的缺陷，数值研究表明该模型在高低速/密度区均呈现一级相变。
2024-04-29 cond-mat.stat-mech
The escape problem for active particles confined to a disc
我们研究相互作用的逃逸问题，自我推进的粒子被限制在一个圆盘上，粒子可以通过圆周上的一个开口离开。在一个极小的二维Vicsek模型中，我们数值研究了当自推进粒子可以处于群集状态时逃逸事件的统计特性。我们表明，虽然指数生存概率是非相互作用的自推进粒子在任何时候的特点，相互作用的粒子有一个初始的指数阶段跨越到一个亚指数后期的时间行为。我们提出了一个新的唯象模型的基础上，非平稳泊松过程，其中包括Allee效应来解释这种次指数的趋势，并进行数值模拟的各种噪声强度。
2020-07-17 cond-mat.stat-mech
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
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
Flocking and reorientation transition in the 4-state active Potts model
本文研究了正方晶格上的四态Potts模型，在这个模型中，活性粒子有四个内部态，分别对应于四个运动方向。受铁磁四态Potts模型启发的局部排列规则和根据内部粒子状态通过偏置扩散的自推进导致高密度和低噪声的植绒。我们计算的APM的相图，并探讨在该地区，其中的高密度（液体）相共存的低密度（气体）相，并形成一个波动带的相干移动粒子的植绒动力学。作为粒子自推进速度的函数，揭示了Vicsek模型和主动伊辛模型中没有的一种新的从横向到纵向带运动的相分离轮廓的重取向转变.我们进一步构建了一个粗粒度的流体动力学模型，验证了微观模型的结果。
2020-03-02 cond-mat.stat-mech
Constituent-Tagged Transfer Linking Cluster Dynamics to Static Scaling
InfoTech, Toyota Motor Corporation（丰田汽车公司信息技术部）
该研究通过定义q*关联团簇动力学与静态标度，在耦合映射网络等系统中得到q*与α的关系，利用半径扫描定位Vicsek相互作用半径，同时指出简化稳态平衡为单个矩的方法存在失效场景。
2026-09-04 cond-mat.stat-mech nlin.AO nlin.CD
Multiple Particle Correlation Analysis of Many-Particle Systems: Formalism and Application to Active Matter
我们介绍了一种快速的空间点模式分析技术，这是适用于系统的许多相同的粒子引起的多粒子的关联到任意顺序。所获得的相关参数允许量化的质量的平均场假设或理论，将有限阶的相关性。我们研究了Vicsek模型的自推进粒子，并创建一个相关图，标记所需的相关顺序相空间中的每个点，将多达10个粒子的相关性。我们发现，多粒子的相关性是很重要的，即使在很大一部分的无序相。此外，两粒子关联参数作为一个很好的顺序参数，定位两个相变的系统，而以前需要两个不同的序参量。
2019-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Detecting and characterizing phase transitions in active matter using entropy
该研究提出用活性物体集合的熵定量表征活性物质物相与相变，通过估算位置与取向自由度相关性的熵贡献，定位了Vicsek模型的集群相变并阐明机制，还在枯草芽孢杆菌群游实验中揭示了丰富相图。
2023-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Particles in Explicit Solvent: Dynamics of clustering for alignment interaction
我们研究了系统中的集群动力学包含活性粒子，沉浸在一个明确的溶剂。为此，我们采用了混合模拟方法，包括分子动力学和多粒子碰撞动力学。在我们的模型中，一个活性粒子与另一个活性粒子或溶剂粒子的避免碰撞的被动相互作用已经通过Lennard-Jones势的变体得到了处理。活性颗粒之间的动态相互作用已被纳入通过Vicsek式的自推进，促进集群。我们量化的活动和重要性的流体动力学的动态集群通过相关系统参数的变化的影响。我们的工作与低整体密度的活性粒子。为此，形态由不连续的集群，颗粒扩散，扩散聚结和弹道聚集之间的增长切换的机制，取决于存在或不存在的活性和流体动力学相互作用。相应的增长规律已被量化，并在适当的理论图片的背景下进行了讨论。我们的研究结果表明，多粒子碰撞动力学是一种有效的方法，即使在活性物质系统的流体动力学现象的调查。
2020-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Clustering and anisotropic correlated percolation in polar flocks
我们研究的Vicsek模型中的聚类和渗流现象，在这里采取的干对齐活性物质的原型模型的能力。我们的研究结果表明，有序-无序转变是不相关的任何方式的渗滤过渡，相反的一些早期的索赔。我们研究几何渗流在每个阶段的发挥，但我们主要集中在有序的Toner-Tu阶段，在那里我们发现，密度波动的长程相关性引起了一个新的各向异性渗流过渡。
2019-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flocking with a $q$-fold discrete symmetry: band-to-lane transition in the active Potts model
研究了二维晶格上的$q$态主动Potts模型（APM），其中自推进粒子具有对应于$q$运动方向的$q$内部态.受铁磁$q$态Potts模型启发的局部排列规则和根据内部粒子状态通过偏置扩散的自推进导致高密度和低噪声的集体运动。我们制定了一个粗粒度的流体动力学理论的模型，计算$q=4$和$q=6$的APM的相图，并探讨在该地区的植绒动力学，在该地区，高密度（极性液体）相共存的低密度（气体）相，并形成一个波动的条纹相干移动的粒子。作为粒子自推进速度的函数，揭示了一种新的从横向带运动到纵向车道形成的相分离轮廓的重取向转变，这在Vicsek模型和$q=2$的APM（主动伊辛模型）中是不存在的.通过稳定性分析获得这种重取向转变的起源：对于大的速度，横向扩散常数接近零，并稳定车道。最后，我们进行微观模拟，证实了我们的分析预测的植绒和重取向过渡和验证的APM的相图。
2020-07-29 cond-mat.stat-mech
Shape-specific fluctuations of an active colloidal interface
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
研究了具有特定形状的主动胶体界面的波动特性，发现其高度波动遵循新的标度指数，而取向波动表现出负粗糙度指数，揭示了非平衡普遍类的特征。
2026-02-04 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
Finite-size Scaling in Kinetics of Phase Separation in Certain Models of Aligning Active Particles
本文研究对齐活性粒子相分离动力学的有限尺寸标度，通过Vicsek自推进与Lennard-Jones势模型及分子动力学模拟，发现结构生长和老化均存在尺寸标度，并据此准确估计热力学极限下的幂律指数，揭示速度守恒对有限尺寸行为影响显著。
2023-10-30 cond-mat.stat-mech
Crossover between parabolic and hyperbolic scaling, oscillatory modes and resonances near flocking
动力学方程的稳定性和分岔分析表明，二维Vicsek模型的群集分岔表现出抛物和双曲行为之间的相互作用。当盒子尺寸小于某个大值时，在噪声的临界值处，植绒从均匀无序状态连续出现。由于质量守恒，描述群集状态的振幅方程由均匀粒子密度（粒子数除以盒面积）的密度扰动的标量方程和电流密度的矢量方程组成。这两个方程包含两个时间尺度。在较短的尺度上，它们是一个双曲系统，其中时间和空间以相同的方式缩放。在较长的扩散时间尺度上，方程是抛物型的。分叉解依赖于角度，并且在空间上是一致的，就像通常的干草叉分叉的标准形一样。我们表明，线性化后一种解决方案描述的Klein-Gordon方程的双曲时间尺度。然后有持续的振荡与许多不相称的频率的分叉的解决方案，他们产生的临界噪声的移位和共振的周期性迫使对齐规则。Vicsek模型的直接数值模拟证实了这些预测。
2018-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Time-reversal symmetry violations and entropy production in field theories of polar active matter
研究了流体动力学Vicsek模型（HVM）和扩散群集模型（DFM）中的稳态熵产生率（EPR）。这两个模型显示从各向同性气体到极性液体（植绒）相的过渡，除了旅行极性集群和微相分离的可折叠间隙。的DFM，这可能被认为是一个扩展的HVM的相图，包含额外的结构，在低密度，我们发现一个新的晶体相，其中一个固定的六方晶格的高密度脊包围低密度谷。从评估的EPR在低噪声的缩放，我们发现，在这个限制的动态可能会被组织成三个主要类别的基础上占主导地位的贡献。真正的非平衡态动力学的特点是在这个极限的EPR发散，并维持全球时间反演对称性（TRS）违反电流在零噪声。另一方面，边际非平衡和有效平衡动力学在这个极限中具有有限的EPR，并且TRS仅在波动水平上被打破。对于后者的这两种情况下，细致平衡恢复在小噪声限制，我们恢复有效的玻尔兹曼统计最低非平凡的顺序。我们进一步证明，EPR的缩放可能会改变，这取决于动态变量时，它被计算跟踪，并选择用于时间反演的协议。从数值模拟的动力学获得的结果证实了我们得到的渐近标度关系和我们的定量预测。
2020-12-18 cond-mat.stat-mech
Reveal flocking phase transition of self-propelled active particles by machine learning regression uncertainty
本研究提出基于神经网络的“回归不确定性学习”方法，以Vicsek模型的自驱动活性粒子聚集相变为对象，利用回归不确定性的M形曲线谷值定位相变临界点，该方法相比传统分类学习方法更具通用性与物理解释潜力。
2023-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Collective dynamics and phase transition of active matter in presence of orientation adapters
在这项工作中，定向适配器，一种主动粒子，适应他们的运动方向从其他主动粒子，被引入。除了通常的Vicsek类粒子外，还存在取向适配器;两者都是自驱动的，但是遵循不同的相互作用规则。我们研究了这些不同物种保持不同速度的粒子在高速下的动力学。在这个模型中的集体行为的系统上的方向适配器的效果进行了探讨。在这类体系中主要研究取向有序-无序相变。首先，对于两种物质的相同密度，当适配器速度$v_a=1.2v_0$和普通颗粒速度$v_0=1.0$时，适配器和普通颗粒形成密集的行进带并且沿相同方向移动。在相变点附近，这些带随时间出现和消失，从而导致两相共存。适配器和通常的粒子都经历不连续的转变。在连续变化的噪声场下，序参量中存在滞后现象，进一步证实了这种转变的性质。然而，当适配器速度变得比通常的SPPs $v_a \approx 7v_0$高得多时，行进带的形成从系统中消失，并且过渡变得连续。密度比也是变化的，保持速度不变，并研究了相变。对于高适配器速度与$v_a=10v_0$，连续过渡被发现与低密度值的适配器。还确定了与连续转变有关的临界指数。
2023-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Emergent short-range repulsion for attractively coupled active particles
本文通过解析推导谐振耦合活性布朗粒子的稳态距离分布，证明自推进速度异质性可在长程吸引作用下涌现出普适的短程有效排斥，并给出排斥尺度与速度差的代数关系。
2025-05-08 cond-mat.stat-mech
Initial pseudo-steady state & asymptotic KPZ universality in semiconductor on polymer deposition
Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）类是非平衡现象普适性的一个典型例子，但渐近2D-KPZ统计的明确实验证据仍然非常罕见，并且对其短时行为的理解更少。我们通过分析沉积在聚合物衬底上的CdTe薄膜的表面波动来解决这些问题，基于通过原子力显微镜获得的巨大的时空表面采样。在初始时间观察到\textit{pseudo} -稳态（其中平均表面粗糙度和空间相关性在时间上保持恒定），持续到$\sim 10^{4}$单层的沉积。这种状态的结果从粗糙化和平滑化之间的一个很好的平衡，由一个现象学的增长模型支持。KPZ统计量在很长一段时间内出现，通过普适指数，空间协方差和几种分布得到了彻底的验证。最近的理论概括的家庭Vicsek缩放和对数正态分布的出现在界面生长的实验证实。这些结果证实了CdTe的高真空气相沉积构成了真正的2D-KPZ系统，并扩展了我们对可能的衬底诱导短期行为的认识。
2017-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体，而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散，取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiple Types of Aging in Active Glass
最近的实验和模拟已经揭示了在细胞质，活组织以及自推进胶体的致密组件中的玻璃状特征。这就引出了一个基本问题：这些非平衡（有源）非晶材料与通过降低温度或增加密度产生的传统被动玻璃有何不同？为了解决这个问题，我们调查淬火后的老化行为，几乎逮捕状态的模型活性玻璃形成，Kob-Andersen玻璃在两个维度。每一个组成粒子都被一个恒定的推进力所驱动，其方向随着时间的推移而扩散。使用广泛的分子动力学模拟，我们揭示了丰富的老化行为，这个密集的活性物质系统：短的持续时间的积极迫使导致有效的热老化，在相反的限制，我们发现一个两步的老化过程与活动非热老化在短时间内，随后在晚些时候的活动驱动的老化。我们开发了一种专用的模拟方法，可以访问这种长期的缩放制度，高度持久的积极力量。
2019-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Shortcuts to state transitions for active matter
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；School of Systems Science, Beijing Normal University（北京师范大学系统科学学院）
本文提出一种框架，用于在弱活动性 regime 中实现主动物质的快速状态转换，通过引入辅助势能引导系统沿预定义路径移动，并通过几何空间中的测地路径减少耗散。
2026-04-07 cond-mat.stat-mech
Bipartite particle number fluctuations in dephased long-range lattice systems
本文研究长程跳跃且局部退相干系统中粒子数涨落的动力学，提出键长表示法实现大规模模拟，发现其满足Family-Vicsek标度，并给出短程极限下的精确解析表达式。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Discrete Laplacian thermostat for flocks and swarms: the fully conserved Inertial Spin Model
本研究提出了严格遵守自旋守恒的新版惯性自旋模型，数值模拟验证了其在平衡与活性情形下均能准确捕捉群集系统的动力学特性与临界指数。
2024-10-08 cond-mat.stat-mech
Toward the full short-time statistics of an active Brownian particle on the plane
研究了单个活性布朗粒子在平面上的位置分布。我们证明了这个分布有一个紧支集，其边界是一个扩张圆。我们专注于一个短的时间制度，并采用最佳起伏方法（OFM）研究大偏差的粒子位置坐标$x$和$y$。我们以达到$x$和$y$的指定值以及$x$和$y$的边缘分布的大偏差函数为条件，确定ABP的最佳路径。这些边缘分布与前面研究的典型波动的$x$和$y$分布的“近尾”连续匹配。我们还计算了联合$x$和$y$分布$P(x,y,t)$在一个特殊的“零噪声”点附近的大偏差函数，并表明，$\ln P(x,y,t)$有一个非平凡的自相似结构作为$x$，$y$和$t$的函数。联合分布在扩展圆处消失得非常快，在那里表现出一个本质的奇点。这种奇异性由边缘$x$ -和$y$ -分布继承。我们认为，这种指纹的短期动态仍然在任何时候。
2020-07-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
