纯排斥自导航粒子中的涌现同步与集群行为

受动物与机器人群体启发，我们研究大量主动粒子的集体动力学，每个粒子试图到达其随机放置的目标，同时避免彼此碰撞。我们所研究的粒子为排斥性归巢主动布朗粒子（HABPs）——在 $2d$ 连续空间中自推进且其取向以有限速率弛豫至吸收目标的粒子。在广泛参数范围内，这些粒子形成系统范围同步的手性集群，尽管缺乏显式对齐相互作用。我们表明该显著行为在不同系统尺寸与密度下成立，对噪声、多分散性及边界壁的加入具有鲁棒性，并可展现动力学拓扑缺陷。我们发展了至离格点铁磁 XY 模型的类比，借此解释不同相及拓扑缺陷。