手性活性流体的涌现流体动力学：涡旋、气泡与奇扩散
软凝聚态物质
2026-01-28 v1 统计力学
摘要
从微观多粒子朗之万方程出发，我们系统推导了手性活性粒子通过标准排斥力和非局域奇力相互作用时的密度和动量场流体动力学描述。这些奇力相互作用是互易的但非保守的：它们是非势能力，因为它们垂直于连接任意一对粒子的矢量作用。因此，两个粒子相互施加的扭矩是非互易的。由此产生的宏观连续介质描述包括密度的连续性方程和流体速度的广义可压缩纳维-斯托克斯方程。后者包含一个手性诱导的扭矩密度项和一个奇粘滞贡献。我们的理论预测了奇扩散性、边缘电流以及最近在模拟中观察到的以气泡状结构为特征的非均匀相的出现。具体来说，该理论表现出由奇粘滞和扭矩密度之间的相互作用引起的线性不稳定性，并承认具有气泡和涡旋的稳态非均匀解，与数值模拟一致。我们的发现可以在悬浮在流体中的颗粒旋转体或旋转微生物系统中进行实验检验。
引用
@article{arxiv.2601.19432,
title = {Emergent hydrodynamics of chiral active fluids: vortices, bubbles and odd diffusion},
author = {Umberto Marini Bettolo Marconi and Alessandro Petrini and Raphaël Maire and Lorenzo Caprini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19432},
year = {2026}
}