受限细菌涡旋中的几何阻挫与配对序转变

致密活性物质系统表现出高度动态的集体运动，其特征是相互交织的涡旋，称为活性湍流。这些涡旋之间的相互作用是控制湍流动力学的关键，而揭示其相互作用规则的一个有前景的方法是几何受限。在本研究中，我们研究了受限细菌悬浮液中的涡旋配对模式，将其作为一个模型阻挫系统，其中完美的反铁磁态是被禁止的。我们发现，三体涡旋相互作用表现出异常的配对序转变，即从共转涡旋配对转变为带有阻挫的反向旋转模式。尽管活性物质系统处于非平衡态，但我们基于弯曲能的理论解释了阻挫系统中的显著特征，包括模式转变和转变点的移动。此外，集体运动中的手性与涡旋配对中的阻挫之间的相互作用，在受限空间的广泛几何条件下产生了集体旋转流。我们的结果表明，阻挫涡旋图案化为在微流体系统中排列活性湍流促进了一种几何方法。