游动性微生物的Hydrodynamic Attraction与受阻扩散控制首次到达时间
软凝聚态物质
2025-09-19 v1 生物物理
摘要
微生物在其自然栖息地中的运动受到其推进机制、几何约束和随机涨落的强烈影响。本文通过数值模拟研究了微泳动者（建模为力偶极子）到达无滑墙的首次到达时间（FPT）统计。我们的结果表明，靠近墙壁的受阻扩散可使中位FPT比“干燥”代理增加多个数量级，而主动运动与Hydrodynamic Attraction 之间的复杂相互作用在较大的Péclet数（衡量自主推进相对于扩散重要性）下加速到达。 Strikingly，它导致随偶极子强度呈非单调行为，其中pushers到达墙壁的速度显著快于pullers。后者在intermediate偶极子强度时变慢，对初始定向更敏感，显示出高度各向异性行为。
引用
@article{arxiv.2509.14765,
title = {Hydrodynamic Attraction and Hindered Diffusion Govern First-passage Times of Swimming Microorganisms},
author = {Yanis Baouche and Magali Le Goff and Thomas Franosch and Christina Kurzthaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.14765},
year = {2025}
}