准二维流体中胶体粒子对的定向依赖动力学与斯托克斯-爱因斯坦关系

流体力学相互作用对于多种流体十分重要，尤其是低雷诺数流体，如微生物与含颗粒悬浮液，以及膜中扩散的蛋白质。遗憾的是，尽管远场（渐近）流体力学相互作用在二维和三维中已被充分理解，近场相互作用却尚未明了，因此我们对稠密流体悬浮液中运动的理解仍然欠缺。在本文中，我们通过实验探究了准二维胶体流体中近场粒子间的流体力学关联。令人惊讶的是，在体坐标系中测得的粒子对位移与弛豫表现出定向依赖的动力学，并可定量地与测得的近场流体力学相互作用相联系。这些发现进而提示了流体力学在何时以及如何导致普遍存在的斯托克斯-爱因斯坦关系（SER）失效的机制。我们观测到了这一失效，并且有趣的是，我们表明 SER 的定向依赖失效在流体力学关联最小的方向上得以缓解。总体而言，该工作揭示了近场流体力学对二维流体中输运与动态重构的显著影响。