具黏性、对齐粒子的涌现集体行为
软凝聚态物质
2025-01-29 v1
摘要
集体行为无处不在，从鸟群到鱼群。这些系统极其复杂，这使得通过最小模型来研究其行为变得尤为 pertinent。我们引入一种用于具黏性、对齐的自驱动粒子的最小模型，其中群体黏性通过加性、非相互作用的扭矩来建立。这种扭矩导致组成部分有效地向彼此转向。我们还纳入对齐扭矩，其与黏性扭矩在相同的空间范围内相互竞争。通过改变这些扭矩相互作用的强度和范围，我们发现了六种状态，我们通过其静态和动态属性加以区分：分散状态、多个虫体状态、线形状态、持续虫体状态、旋转虫体状态以及星状状态。其发生 strongly 取决于初始条件和随机性，因此该模型表现出多稳定性。其中一些状态的集体动力学类似于自然界中看到的动力学。
引用
@article{arxiv.2501.16994,
title = {Emergent collective behavior of cohesive, aligning particles},
author = {Jeanine Shea and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16994},
year = {2025}
}