Anisotropic Brownian particles under resetting
本文解析研究了二维各向异性布朗粒子在不同随机重置方案下的动力学，发现取向重置可使各向异性持续到长时间，并揭示平动-转动耦合与重置结合产生的独特稳态行为，对非对称胶体控制具有应用价值。
2024-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting of active Brownian particles with Lorentz force
被动扩散粒子系统在外磁场中的平衡性质不受洛伦兹力的影响。相反，活性布朗粒子表现出稳态现象，这取决于所施加的磁场的强度和极性。然而，洛伦兹力的有趣效应只有在系统中保持不平衡的密度梯度时才能观察到。为此，我们使用随机重置的方法在两个维度上的活性布朗粒子重置它们的线$x=0$在$y$方向上以恒定的速率和周期性。在随机重置下，主动系统进入非平凡的定态，其特征在于不均匀的密度分布、极化和垂直于密度梯度的体积通量。我们表明，而对于一个均匀的磁场的主动系统的稳定状态的属性可以从它的被动对应，新的功能出现在一个不均匀的磁场的情况下，没有对应的被动系统。特别地，存在一个依赖于活性的阈值率，使得对于较小的重置率，活性粒子的密度分布变得非单调。我们还研究了平均首次通过时间的$x$轴，并发现一个令人惊讶的结果：它需要更多的时间从任何给定的点到达目标的情况下，当磁场增加远离轴。使用布朗动力学模拟的理论预测进行验证。
2020-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particle under stochastic position and orientation resetting in a harmonic trap
该研究针对二维谐振势阱中受随机位置和取向重置的活性布朗粒子（ABP），采用基于福克-普朗克的更新方法推导精确矩并与模拟对比，分析超额峰度揭示动力学交叉，量化了稳态相图。
2025-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steering chiral active Brownian motion via stochastic position-orientation resetting
University of Vermont（佛蒙特大学）
通过随机位置-取向重置调控手性主动布朗粒子的运动，实现可调动态和传输模式转变。
2025-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resetting mediated navigation of active Brownian searcher in a homogeneous topography
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；International Institute of Information Technology（国际信息技术学院）；The Institute of Mathematical Sciences（数学科学研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴哈国家研究所）
本文研究了重置介导的活性布朗搜索者在均匀地形中的导航策略，发现重置能有效优化搜索时间，尤其在退火条件下加速搜索过程。
2022-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Optimal area exploration by resetting active particles
该研究针对空间探索效率优化问题，提出位置重置方案，通过实验与模拟证明活性布朗粒子覆盖面积随重置速率非单调变化，还解析得到最优重置速率与自推进速度的标度关系。
2025-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resetting in a viscoelastic bath: the bath remembers
Department of Physics and Astronomy, KU Leuven（KU Leuven）；Institut für Theoretische Physik, Universität Göttingen（哥廷根大学）
研究粒子在粘弹性环境中随机重置的动力学，揭示非平衡稳态与记忆效应的关系，展示非指数尾部分布及重置速度对波动的影响。
2026-03-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion under time-dependent resetting
研究了布朗粒子在时间调制的随机重置机制下向固定位置的扩散。复位速率r（t）是自上次复位事件以来的时间t的函数。我们推导出一个关于r（t）的充分条件，使粒子位置的稳态概率分布存在。我们推导了在某些特定的r（t）选择下的稳态分布的形式，并考虑了概率分布的后期弛豫行为。最后，我们考虑布朗粒子到达原点的首次通过时间的性质，并推导出平均首次通过时间的公式。我们研究了平均首次通过时间的最优性质，并证明了阈值函数至少是局部最优的最小化的平均首次通过时间的问题。
2016-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First passage time and information of a one-dimensional Brownian particle with stochastic resetting to random positions
本文研究一维布朗粒子随机重置到随机位置时的首通时间与香农熵，提出解析方法计算MFPT、MFPNR和MFPE，揭示熵区域间的转换及相空间重叠，并用广义Evans-Majumdar模型和切换重置验证。
2022-06-29 cond-mat.dis-nn 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
Diffusion in a potential landscape with stochastic resetting
研究了布朗粒子在随机重置机制下在任意势场中扩散的稳态。我们表明，有不同类别的非平衡稳态取决于潜在的性质。在稳定的势能景观中，系统达到一个定义明确的定态，而在不稳定的景观中，定态的存在性受到限制。我们还研究了传播子在随机重置机制下向稳态的过渡性质。最后，我们做了数值模拟来验证我们的分析结果。
2014-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Thermodynamic cost of finite-time stochastic resetting
本文建立有限时间随机重置的通用热力学框架，精确计算维持重置所需功的矩生成函数，并在布朗运动中研究最小化功及其涨落的最优重置方案。
2024-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brownian motion under intermittent harmonic potentials
本文研究了强度为$μ= μ_0 ν$的间歇谐波势对具有阻尼系数$ν$的过阻尼布朗粒子的影响。这可以被认为是实现随机重置的现实模型。我们表明，这种动态承认一个固定的解决方案，在所有参数制度和计算的位置分布的全时变方差，并找到特征松弛时间。我们发现在极限下的精确的非平衡定态分布--（i）$γ\llμ_0 $，它显示出一个非平凡的分布，另外作为$μ_0\to\infty$，我们得到了具有不应期的复位的结果;（ii）$γ\ggμ_0$，其中粒子弛豫到具有原始势的一半强度的Ornstein-Uhlenbeck过程的Boltzmann分布;（iii）中间$γ=2nμ_0$，对于$n=1, 2$。找到目标的平均首次通过时间（MFPT）表现出与切换速率的优化，然而，与瞬时复位不同的是，MFPT不会发散，而是在大速率下达到稳定值。MFPT也表现出类似的行为相对于潜在的强度。我们的结果可以在胶体的实验中使用光镊验证。
2021-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resetting as a swift equilibration protocol in an anharmonic potential
本文提出用随机重置代替确定性控制参数来加速布朗物体在非谐势中的平衡弛豫，并通过随机热力学评估其代价，证明该方法能显著加速弛豫并扩展可操控稳态范围。
2024-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Ornstein-Uhlenbeck particle under stochastic resetting
本文利用更新方法研究随机重置下惯性主动 Ornstein-Uhlenbeck 粒子的均方位移与位置分布，揭示重置率、活性和粘弹性记忆对稳态扩散及目标搜索概率的非单调影响，并验证了解析结果与模拟一致。
2025-09-23 cond-mat.soft
Criticality of the viscous to inertial transition near jamming in non-Brownian suspensions
Cornell University（康奈尔大学）
研究非布朗悬浮液接近阻塞时粘性到惯性转变的临界性，揭示微结构发散长度尺度对转变的影响
2024-10-16 cond-mat.soft
Fick-Jacobs description and first passage dynamics for diffusion in a channel under stochastic resetting
本文将Fick-Jacobs理论扩展到随机重置下的通道扩散输运，推导出首通时间、逃逸概率和平均寿命的精确表达式，证明适当重置率可加速输运并使粒子在通道内的平均寿命最小化，且最优重置率随系统参数变化会发生连续和不连续转变。
2022-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Detectable inertial effects on Brownian transport through narrow pores
本文研究了有限阻尼下悬浮布朗粒子沿波纹窄通道的输运。我们证明，惯性校正不能被忽略，只要通道瓶颈的宽度小于适当的粒子扩散长度，这取决于两个，温度和强度的直流驱动器。因此，通过足够窄的收缩部的输送对悬浮液的粘度敏感。胶体系统的应用进行了讨论。
2012-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Forcing inertial Brownian motors: efficiency and negative differential mobility
本文研究了在外加偏压作用下，一维耗散、摇摆型惯性布朗电动机中的噪声辅助定向输运。我们表明，速度-负载特性是明显的非单调，拥有制度与{ \em负微分迁移率}。此外，我们评估了几个可能的效率量词之间的相互比较。这些数量词以不同的方式描述了粘性阻力和外载荷之间的相互作用，从不同的物理角度权衡了固有的整流特征。
2005-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-energy tradeoff in stochastic resetting using optimal control
本文提出一种有限时间、最小能耗的最优输运协议来驱动谐振束缚 Brownian 粒子在平衡态间转移，并证明其用于随机重置时可达到时间-能量最佳权衡。
2025-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Facilitated movement of inertial Brownian motors driven by a load under an asymmetric potential
根据最近的工作[L。马丘拉湾Kostur，P. Talkner，J. Luczka，and P. Hanggi，Phys. Rev. Lett. 98，040601（2007）]，我们将惯性布朗马达的研究扩展到非对称势的情况。研究发现，在非对称势的存在下，会出现一些输运现象。在定制的参数范围内，存在两个最佳载荷值，在这两个最佳载荷值处，平均速度取其最大值，这意味着在这两个参数范围内，载荷可以促进输运。此外，当负载增加时，可以观察到多次电流反转的现象。
2007-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial chiral active Brownian particle: Transition from Gaussian to platykurtic distribution
University of Kerala（喀拉拉大学）；Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg（奥托·冯·格里克马格德堡大学）
研究了在谐振约束下具有惯性的手性活性布朗粒子的动力学，发现当谐振频率与手性频率相当时，位置分布从高斯分布转变为扁峰分布，同时稳态均方位移呈现非单调特性。
2026-04-07 cond-mat.soft
Active particle in a harmonic trap driven by a resetting noise: an approach via Kesten variables
本文研究谐振势中受重置噪声驱动的活性粒子，利用Kesten变量方法推导位置稳态分布，并针对周期性重置和泊松重置两种协议给出详细分析。
2024-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic resetting with stochastic returns using external trap
在过去的几年里，随机重置已经成为一个非常感兴趣的主题。迄今为止，大多数的理论研究集中在瞬时复位，然而，这是一个主要的障碍，在该领域的实际实现或实验验证。这是因为在现实世界中，将一个粒子从一个地方带到另一个地方需要有限的时间，因此非常需要对现有理论进行推广，以纳入非瞬时重置。在本文中，我们提出了一种复位方法，其中涉及非瞬时返回方便的外部限制陷阱势$U(x)$在复位位置为中心。我们考虑一个从原点开始随机运动的布朗粒子。在重置时，陷阱被打开，并且粒子开始经历朝向陷阱中心的力，该力驱动它返回原点。当粒子第一次到达这个中心时，返回阶段结束。我们开发了一个通用的框架来研究这样的设置。重要的是，我们观察到，该系统达到一个非平衡的稳态，我们在充分的细节分析两个选择的$U(x)$，即（i）线性和（ii）谐波。最后，我们进行了数值模拟，并找到一个很好的协议与理论。这里开发的一般形式主义可以应用于更现实的返回协议，为进一步的理论和实验应用开辟了一个全景的可能性。
2021-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体，而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散，取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work fluctuations and Jarzynski equality in stochastic resetting
我们考虑了一个过阻尼布朗粒子在一个势阱中的范例，它是通过一个外部协议调制，在随机重置的存在。因此，除了短程扩散运动之外，颗粒还经历间歇性的长跳跃，其将颗粒复位回到优选位置。由于调制的陷阱，工作是在系统上完成的，我们调查的统计性质的工作波动。我们发现，分布函数的工作通常，在渐近时间，收敛到一个普遍的高斯形式的任何协议，只要也更新后，每个重置事件。当观察到一个有限的时间，我们表明，该系统一般不服从Jarzynski等式连接有限时间的工作波动的自由能的差异，虽然一组有限的协议，我们确定在这里。与之形成鲜明对比的是，当协议继续发展而不被重置时，Jarzynski等式总是得到满足。我们提出了一套完全可解的模型，证明了我们的理论的验证，并进行数值模拟来说明这些发现。最后，我们已经指出了可能的现实的实现重置实验中使用所谓的工程迅速平衡。
2020-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of suspensions of non-Brownian soft spheres across the jamming and viscous-to-inertial transitions
本文使用定制流变仪研究了非布朗软球悬浮液在阻塞及粘性-惯性转变下的流变学，提出通过重整化临界体积分数和摩擦系数并叠加应力尺度，可将其扩展为统一的软颗粒流变学（SGranR）框架，实现阻塞转变两侧流变数据的近似坍缩。
2024-06-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stochastic resetting and first arrival subjected to Gaussian noise and Poisson white noise
研究了在非热浴中受泊松随机重置的过阻尼布朗粒子的动力学行为，其特征为泊松白噪声和高斯噪声。应用更新理论，我们找到了一个精确的解析表达式的空间分布在稳态。与在纯热浴的情况下观察到的单指数分布不同，该分布是双指数分布。对于泊松率的极限情形，我们仔细研究了瞬态空间分布向稳态空间分布的松弛。此外，我们研究的第一次到达的系统中存在的δ函数汇与强度$κ$，其中$κ=0$和$κ=\infty$对应于完全非反应性和完全反应性的水槽，分别。我们探讨了两种竞争机制的影响：在两个噪声的存在下的扩散扩散和随机重置导致的初始位置周围的概率密度的增加。我们发现，存在一个最佳的复位率，最小化的平均首次到达时间（MFAT）的汇对于一个给定的值的汇强度。我们还探讨了泊松噪声的强度对MFAT的影响，除了汇强度。我们的形式主义概括了在非平衡浴重置下的扩散限制反应，并提供了一个有效的搜索策略的反应物找到一个目标位点，相关的生物物理过程的范围。
2021-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory for the Anomalous Phase Behavior of Inertial Active Brownian Particles
针对惯性对活性系统相行为的深刻影响，通过大量模拟表征惯性活性物质相行为并发展不依赖平衡概念的力学理论，定性捕捉液-气共存各方面及MIPS停止的惯性临界值，揭示粒子柔软性是MIPS重入效应的原因。
2025-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial dynamics of an active Brownian particle
主动布朗运动通常假设球形过阻尼粒子。然而，自推进粒子通常既不是对称的，也不是过阻尼的，而是来自周围环境的随机波动的基础。主动布朗运动已经被推广到包括非对称粒子。另外，最近的研究结果表明，惯性效应对于宏观尺寸或低摩擦环境中的粒子的重要性。我们的目标是巩固以前的研究结果的一般描述的自推进的非对称粒子的惯性。我们导出了这种粒子的朗之万方程以及相应的福克-普朗克方程。此外，提出了一个公式，允许重建的流体动力学阻力矩阵的颗粒通过测量其轨迹。朗之万方程的数值解表明，与粒子的形状无关，零温度下的无噪声轨道从惯性过渡阶段开始，并收敛到圆形螺旋线。我们讨论这种普遍收敛相对于许多微生物表现出的螺旋运动。
2022-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unified Theory of Inertial Granular Flows and Non-Brownian Suspensions
硬颗粒的稠密流的流变特性是奇异的，因为一个接近堵塞的阈值，其中流动停止，无论是由惯性主导的空中颗粒流，和过阻尼悬浮液。同时，表征速度相关性的长度尺度在干扰时出现发散。在这里，我们介绍了一个理论框架，提出了一个试探性的，但可能完整的缩放描述的平稳流。我们的分析，重点是无摩擦颗粒，适用于{ \it两者}的悬浮液和惯性流动的硬颗粒。我们比较我们的预测与经验文献，以及与新的数值数据。总的来说，我们发现一个非常好的协议之间的理论和观测，除了摩擦惯性流的标度特性明显不同于无摩擦系统。对于过阻尼流，需要更多的观测来决定摩擦是否是一个相关的扰动。我们的分析对微观动力学量做出了几个新的预测，这些预测应该可以通过实验获得。
2015-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Spontaneous rectification and absolute negative mobility of inertial Brownian particles induced by Gaussian potentials in steady laminar flows
本文研究了二维高斯势作用下，惯性布朗粒子在定常层流中的输运问题。通过大量的数值模拟，发现输运敏感地依赖于外力和高斯势。在定制的参数制度，系统表现出丰富多样的输运行为。在没有任何外部驱动力的情况下，粒子的自发整流可以通过高斯势的空间位置来操纵。此外，当电势位于细胞流的中心时，系统表现出绝对负迁移率（ANM），即，颗粒可以在与恒定力相反的方向上移动。更重要的是，高斯势诱导的ANM现象在较宽的系统参数范围内具有较强的鲁棒性，并且随着系统参数的优化，ANM现象可以进一步得到加强，这为相关实验的实施奠定了基础。
2019-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Avoidance Governs Re-entrant Coil-Globule Transition of Inertial Active Brownian Ring Polymers
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究通过朗之万动力学模拟，揭示了转动惯性驱动活性布朗环形聚合物的重入式线团-球转变，明确了自回避与活性力极化在该转变中的关键作用，为控制活性聚合物坍缩提供了新机制。
2026-10-19 cond-mat.soft
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
Brownian gyration of an inertial ellipsoid
University of Calcutta（加尔各答大学）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹CY大学）
研究非球形粒子在欠阻尼条件下的布朗旋转，通过惯性朗之万动力学分析陷阱不对称性、温度差及粒子形状和取向对旋转的影响，揭示球形与非球形粒子的差异。
2026-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Spatial velocity correlations in inertial systems of Active Brownian Particles
最近，人们已经发现，系统的活动布朗粒子（APB）在高密度组织他们的速度到相干域显示大的空间结构中的速度场。这种集体行为自发地发生，即不是由任何有利于速度对齐的特定粒子间力引起的。这种现象进行了研究，在没有热噪声和过阻尼制度，惯性力可以忽略不计。在这项工作中，我们证明，通过数值模拟和理论分析，速度对齐是一个强大的属性ABP和持久的存在，即使在惯性力和热波动。我们还表明，一个单一的无量纲参数，如Péclet数通常用于描述自推进粒子，是不足以充分表征这种现象，无论是在大粘度或小质量的制度。事实上，速度域的大小，通过测量的空间速度相关的相关长度，保持恒定时，游泳速度增加，而减少的旋转扩散变得更大。我们发现，空间速度的相关性取决于惯性，但与通常的看法相反，是不对称的质量和逆粘度变化的影响。我们的结论是，在自推进系统中，在与被动系统的差异，惯性时间（质量溶剂粘度）和质量的变化作为独立的控制参数。最后，我们强调的非热性质的空间速度的相关性是相当不敏感的溶剂和活性温度。
2020-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial delay of self-propelled particles
自推进的大质量粒子在气体介质中的运动受惯性效应的支配。例子包括振动颗粒，激活复杂等离子体和飞行昆虫。然而，在标准模型中，惯性通常被忽略。在这里，我们通过实验证明了惯性对宏观自推进粒子的重要性。我们观察到一个独特的惯性粒子的方向和速度之间的延迟，起源于系统中的有限弛豫时间。这种效果是充分解释了一个欠阻尼的推广积极布朗运动的朗之万模型。与被动系统形成鲜明对比的是，惯性延迟深刻地影响了长时间的动力学，并使新的基本策略控制自推进的活性物质。
2018-07-11 cond-mat.soft
Broadband molecular dynamics simulation of fluid inertial effects in confined Brownian motion
Université de Mons（蒙斯大学）；Univ. Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学，法国国家科学研究中心，LOMA联合实验室）；University of Vienna（维也纳大学）；Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）
通过分子动力学模拟，研究受限布朗粒子在宽频谱范围内的速度自相关函数，揭示壁面附近有效附加质量的增强及扩散系数的降低。
2026-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Inertial effects on rectification and diffusion of active Brownian particles in an asymmetric channel
微-和纳米游泳者在流体溶剂中移动，被产生熵障碍的结构限制，通常由过阻尼主动布朗粒子动力学描述，其中粘性效应很大，惯性不起作用。然而，惯性效应应考虑有限的游泳运动介质中的粘性效应不再占主导地位。在这里，我们研究惯性如何影响整流和扩散的自推进粒子在一个二维的非对称通道。我们发现，大多数的颗粒积聚在通道壁的颗粒的质量增加。此外，平均颗粒速度具有作为质量的函数的最大值，表明具有最佳质量$M^{*}_{\rm op}$的颗粒可以从具有其它质量的颗粒的混合物中分选出来。特别是，我们发现，有效扩散系数表现出增强的扩散峰作为质量的函数，这是大多数颗粒在通道壁处的积累的签名。还确定了$M^{*}_{\rm op}$对旋转扩散速率、自推进力、通道的纵横比和主动扭矩的依赖性。这项研究的结果可以刺激发展的策略，控制自推进粒子的扩散在熵棘轮系统。
2023-03-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Spontaneous Micro Flocking of Active Inertial Particles without Alignment Interaction
该研究通过模拟无对齐相互作用的活性惯性粒子，发现运动性诱导相分离中还存在微聚集转变，并用速度序参量和特征长度尺度表征该转变。
2024-02-06 cond-mat.soft
Phase Separation in a system of Brownian inertial rotors
Università degli Studi di Bari（巴里大学）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹巴黎大学）；CNRS UMR 8089（法国国家科学研究中心8089联合研究实验室）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本研究通过数值模拟发现，受恒定力矩驱动的惯性哑铃系统因惯性效应出现液-六角相分离，并伴随团簇自发刚性旋转。
2026-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantitative measurement of fluid inertial effects in confined Brownian motion
Univ. Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学）；Dpto. Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态理论物理系）；Condensed Matter Physics Center, IFIMAC, Spain（IFIMAC凝聚态物理中心）；Mechanics Department, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院高等学院力学系）
通过热胶体探针原子力显微镜实验、数值模拟和理论，定量分离了强受限下布朗粒子所受附加质量力和历史力，建立了界面润滑区布朗运动的完整图像。
2026-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Cross-stream migration of a Brownian droplet in a polymer solution under Poiseuille flow
采用耗散粒子动力学方法研究了布朗流体液滴在平行平板微通道中的迁移行为。在牛顿溶剂中，液滴由于惯性效应在所研究的流动条件下向通道壁迁移，与理论预测和最近的模拟一致。然而，当聚合物链被添加到溶剂中时，液滴聚集到通道中心线上。由于液滴和聚合物的可变形性，较长的聚合物和较高的聚合物浓度具有非平凡的流速依赖性，通常会增强聚焦。布朗运动导致液滴位置波动，其分布主要取决于将液滴向外推动的惯性升力与来自聚合物的将其向内驱动的弹性力之间的平衡。液滴形状受局部剪切速率的控制，因此其平均形状取决于液滴的分布。
2018-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Exact moments and re-entrant transitions in the inertial dynamics of active Brownian particles
本研究针对自由惯性活性布朗粒子的动力学问题，采用拉普拉斯变换得到任意维度下所有动力学矩的精确时间演化，揭示了惯性的影响及稳态速度分布的重入交叉行为，构建了相图且方法可推广至其他活性粒子体系。
2023-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Active Refrigerators Powered by Inertia
我们提出了一种制冷机的工作原理，它利用惯性效应在活性布朗粒子局部降低其（动力学）温度低于环境温度两个数量级。该原理利用惯性活性布朗粒子的相图的奇特但迄今未知的形状来仅在目标冷却制度中启动运动诱导的相分离。值得注意的是，主动式制冷机在不需要隔离壁的情况下操作，从而打开了使用它们系统地吸收和捕集例如，环境中的有毒物质。
2022-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Equilibrium Dynamics and First-Passage Properties of Stochastic Processes: From Brownian Motion to Active Particles
本文研究非平衡随机过程的动力学及第一通过性质，重点探讨活性粒子系统，推导出精确的平均第一通过时间表达式，并探讨随机重置与切换扩散模型的特性。
2025-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
