约束诱导的运行-翻滚粒子悬浮液中的集体运动
软凝聚态物质
2026-02-24 v2
摘要
集体运动在所有长度和时间尺度的活性系统中普遍存在。这种集体运动的机制通常涉及活性粒子之间的对齐相互作用、粒子间碰撞后的有效对齐，或由被动物种引入的对称性破缺波动。本文介绍了一种新型的集体运动形式，即以横向波片形式出现的运动，完全由约束诱导，活性代理之间不存在显式或有效的对齐。我们研究了在由不对称边界构成的微通道中约束的运行-翻滚粒子悬浮液。我们研究了在 packing fraction 和持久长度变化下的受约束活性悬浮液的相行为，以定义横向波片的稳定性区域。我们对横向波片进行结构和动力学特征化，并研究其对障碍物倾斜角的稳定性。最后，我们描述了波片运动机制，这种运动类似于某些重型车辆（如拖拉机）的跟踪式 locomotion，发现来自波片下部的反向活性粒子流——通过源-汇和空位扩散机制解释——是促进横向波片运动并维持其运动的关键因素。我们称这种新的集体现象为约束诱导的跟踪式 locomotion
引用
@article{arxiv.2511.08067,
title = {Confinement-induced collective motion in suspensions of run-and-tumble particles},
author = {José Martín-Roca and Daniel Escobar Ortiz and Chantal Valeriani and Horacio Serna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08067},
year = {2026}
}