通过趋性和群体感应相互作用的活性粒子的涨落流体力学：静态与动力学

在本文中，我们推导并测试了通过趋性和群体感应相互作用的活性粒子的涨落流体力学描述，包括单分散系统和共存的活性粒子物种混合物。我们计算了在空间运动调节存在下的平均稳态密度分布，以及相互作用系统的结构因子和中间散射函数。通过将我们的预测与微观数值模拟进行比较，我们表明我们的涨落流体力学正确预测了系统的大尺度静态和动力学性质。我们还讨论了当结构出现在小于或可与粒子持续长度相比的尺度上时，理论如何失效。当密度场是系统的唯一流体力学模式时，我们表明通过群体感应或趋化相互作用相互作用的活性布朗粒子、翻滚粒子（run-and-tumble particles）和活性 Ornstein-Uhlenbeck 粒子表现出不可区分的大尺度性质。这种普适性形式意味着预测物理学具有有趣的鲁棒性，但也意味着对模式的大尺度观察不足以评估其微观起源。特别是，我们的结果预测趋化诱导和运动诱导的相分离在宏观尺度上应具有强烈的定性相似性。