自趋化种群的反常集体动力学
Anomalous Collective Dynamics of Auto-Chemotactic Populations
AI总结：
该研究针对长程相互作用对非平衡相变影响的认知缺口，通过重整化群分析自趋化增殖智能体的临界动力学，揭示不同相互作用速度下的标度区，提出Keller-Segel非线性修正及稳定连续相变的新机制。
摘要：
尽管局域相互作用在非平衡相变中的作用已得到充分研究，但人们对长程相互作用的影响仍缺乏根本性认识。我们研究了受自趋化相互作用和有限资源约束的增殖智能体的临界动力学。重整化群分析揭示了快速（吸引或排斥）相互作用的不同标度区；对于慢速信号转导，动力学由扩散不动点主导。此外，我们提出了对接近灭绝阈值时出现的Keller-Segel非线性项的修正，以及一种新型非线性机制，该机制可稳定连续相变，抵御因趋化崩塌产生特征长度尺度的情况。
英文摘要：
While the role of local interactions in nonequilibrium phase transitions is well studied, a fundamental understanding of the effects of long-range interactions is lacking. We study the critical dynamics of reproducing agents subject to autochemotactic interactions and limited resources. A renormalization group analysis reveals distinct scaling regimes for fast (attractive or repulsive) interactions; for slow signal transduction, the dynamics is dominated by a diffusive fixed point. Furthermore, we present a correction to the Keller-Segel nonlinearity emerging close to the extinction threshold and a novel nonlinear mechanism that stabilizes the continuous transition against the emergence of a characteristic length scale due to a chemotactic collapse.
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