具有局部密度周期反馈的活性胶体中自对偶图案的涌现
软凝聚态物质
2022-04-21 v2 斑图形成与孤子
摘要
自组织研究的核心任务是探索涌现的普遍机制。然而，由于对涌现的微观动力学缺乏完整认识，这一研究受到阻碍。本文在周期性驱动的 Quincke 系统中研究并量化了图案自组织的微观动力学。粒子尺度上驱动与排斥的周期耦合导致局域定向振荡粒子流，并形成一个对密度涨落的正反馈回路。然而，由此产生的团簇相的全局演化由一种全局对偶变换主导。作为对偶变换的稳定吸引子，通过调节驱动强度和频率可获得包括条纹图案和方格晶格在内的自对偶图案。不过，条纹仅在能形成边界粒子流的强驱动下才可能出现。本研究的发现表明，不同长度尺度上的涌现动力学由不同机制控制。不同微观动力学过程之间的竞争与相互作用在决定涌现产物方面起核心作用。此外，周期性振荡的自对偶图案展示了通向时间晶体的一种经典途径。
引用
@article{arxiv.2204.07717,
title = {Emergence of Self-dual Patterns in Active Colloids with Periodical Feedback to Local Density},
author = {Yang Yang and Zhi Chao Zhang and Fei Qi and Tian Hui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.07717},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 8 figures