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活性晶体在谐和近似下的精确结果与不稳定性

软凝聚态物质 2025-12-02 v1

摘要

活性粒子(如细胞)形成接近晶体结构的晶格,这在许多生物学系统中发挥着核心作用。通常,这些性质仅通过类比于较为平凡的一维情形来确定,导致实验可观测量与合适理论模型之间存在差距。在谐和近似下,我们对通过一般偶极相互作用与最近邻相互作用的二维三角晶格进行分析,获得关联子的精确表达式。我们将这种"活性晶体"用作表征密集相中活性物质的手段。我们的处理正确近似任意偶极势能,而不要求不切的双线性形式。我们保留"非对角"项,这些项通常被忽略,尽管它们量化了粒子局部势能的各向异性。从关联矩阵的精确表达式出发,我们推导出揭示晶体有序性(或无序性)的精确结果。我们进一步计算了均方位移、能量、熵产生率以及导致谐和近似失效的压力诱导不稳定性。熵产生率被发现具有适用于任意活性粒子和晶格几何的通用形式,同时类似于非相互作用"活性模式"的形式。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.01539,
  title  = {Exact results and instabilities in the harmonic approximation of active crystals},
  author = {Connor Roberts and Gunnar Pruessner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01539},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages main text + 26 pages appendix