含流体力学相互作用的吸引性活性粒子的聚集与相行为

我们模拟了单层悬浮的主动蠕动圆盘在具有吸引性的类 Lennard-Jones 对势作用下的聚集、相分离和六方有序行为，并充分考虑了粒子间的流体力学相互作用。通过将流体力学情况与被动和主动布朗粒子的对应模拟进行比较，我们阐明了自推进、粒子间吸引和流体力学相互作用在决定聚集和相行为中的相对作用。即使在存在吸引势的情况下，我们发现流体力学相互作用强烈抑制了原本在高活性悬浮液中可能出现的运动性诱导相分离。相反，我们仅发现粒子在该区域形成类弦状簇的微弱倾向。在较低活性下，我们展示了与被动系统在低温下大致等效的相行为，其特征为气-液、气-固和液-固相共存区域。因此，我们提出一个表示活性水平相对于吸引强度大小的无量纲量，其作用类似于有效非平衡温度，对应于被动系统中的（无量纲）真实热力学温度。然而，与平衡情况也存在一些重要差异，最显著的是六方有序程度，我们对此进行了仔细讨论。