运动诱导相分离的动态与热力学起源
软凝聚态物质
2022-11-30 v1
摘要
活性物质系统 inherently 远离平衡，并在微观尺度上打破细致平衡（DB），表现出诸如运动诱导相分离（MIPS）等重要集体现象。在此，我们引入一种粗粒化映射方法，以探测密度-能量相空间中DB的破缺，从而基于非平衡势与流形景观理论揭示MIPS的动态与热力学起源。非平衡特性的标志通过识别粗粒化相空间中可见的概率流得以显现。值得注意的是，对于活性低于MIPS阈值的系统，其概率流倾向于“撕裂”均匀密度相的单一势阱，创造出具有不同密度的两个相阱，直接表明非平衡流是MIPS的动态起源。此外，我们发现系统的熵产生率（EPR）在单一势阱被“撕裂”之前近乎与活性无关，之后随活性增加成比例上升。EPR标度行为的转变可能为粗粒化空间中MIPS的热力学起源提供线索。我们的发现提出了探索活性系统非平衡性质的新路径，并为MIPS的动态与热力学性质提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2211.16084,
title = {Dynamic and Thermodynamic Origins of Motility-Induced Phase Separation},
author = {Jie Su and Zhiyu Cao and Jin Wang and Huijun Jiang and Zhonghuai Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.16084},
year = {2022}
}
备注
4 figures