具有微观可逆自推进机制的主动粒子的扩散系数与功率谱
统计力学
2022-09-15 v3 软凝聚态物质
摘要
催化活性大分子被设想为人工纳米马达发展的关键构建块。然而,理论与实验就其动力学报告了相互冲突的发现。缺乏共识主要源于对纳米尺度自推进机制具体细节的有限理解。此处,我们研究一个不依赖于特定机制的自推进纳米粒子的通用模型。相反,其主要假设是化学反应微观动力学的基本对称性:微观可逆性原理。若将此粒子置于外时间周期力作用下,该假设会带来显著后果。此时粒子扩散系数相较无偏动力学得到增强。该增强可由力振幅与频率调控。我们还推导了粒子轨迹的功率谱。源于微观可逆性的新效应包括所有频率处谱的增强,以及旋转扩散与外部强迫特征频率处的 S 形转变与峰值。微观可逆性是一类广泛化学反应的普适性质,因此我们期望所呈现的结果将激励旨在检验我们预测的新实验研究。这可为催化大分子动力学提供新见解。
引用
@article{arxiv.2206.00616,
title = {Diffusion coefficient and power spectrum of active particles with a microscopically reversible mechanism of self-propelling},
author = {Artem Ryabov and Mykola Tasinkevych},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00616},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 4 figures