二维可穿透自驱动杆的集体行为

自驱动粒子的集体行为在微观尺度上被观察到，例如精子、细菌等游动者以及运动性实验中的蛋白丝。此类系统的性质既取决于其维度，也取决于粒子间的相互作用。我们引入了一种二维自驱动杆模型，其通过位移偏移的 Lennard-Jones 势进行相互作用。由于存在有限的势垒，杆能够相互穿越。该模型使我们能够高效模拟有效在二维运动但偶尔可逃逸至第三维以相互通过的自驱动杆系统。我们的准二维自驱动粒子描述了一类活性系统，涵盖了靠近壁面的微游动者和在基底上推进的丝状物。利用蒙特卡洛模拟，我们首先确定了被动杆的各向同性 - 向列相转变。利用布朗动力学模拟，我们表征了自驱动杆的团簇形成随推进强度、噪声和能量势垒的变化。与具有无限势垒的杆相反，推进强度的增加不仅有利于取向排列，还有效降低了阻止杆相互穿越的势垒。因此，我们发现了一个团簇窗口，其最大团簇尺寸出现在中等推进强度下。