手性主动旋转体:记忆诱导的旋转运动方向反转
软凝聚态物质
2025-11-17 v1
摘要
我们从理论上探讨了受约束于二维各向异性谐形阱中的手性主动 Ornstein Uhlenbeck 粒子动力学。该粒子受手性驱动,耦合到两个正交热浴,可能具有不同的温度。我们采用 analytical approach 和数值模拟,探讨该粒子在粘性和粘弹性环境中的旋转动力学。当粒子悬浮于粘弹性浴中(特征为有限记忆时间尺度)时,我们有趣地观察到,即使不存在温度梯度,角动量随记忆时间尺度的变化而改变符号,反映了粒子旋转运动方向的反转,这完全源于记忆与手性的相互作用。这种方向反转是一种独特的记忆诱导现象,在粘性极限下不会发生。此外,增加(或减小)温度梯度会进一步将角动量推向负(或正)方向,在整个 activity-memory 参数空间中为粒子选定唯一的旋转方向。然而,在粘性极限下,旋转运动的方向反转仍可能发生,但仅在参数空间中的中性线上发生,此时来自手性和热各向异性对净角动量的贡献恰好相互抵消。这些结果突显了主动系统中一种独特的方向控制机制,记忆使粘弹性介质中的方向反转现象成为可能。
引用
@article{arxiv.2511.11013,
title = {Chiral active gyrator: Memory induced direction reversal of rotational motion},
author = {S Deion and F Adersh and M Sahoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.11013},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 8 figures