手性活性布朗粒子的平均首达时间

手性活性布朗粒子（CABPs）是具有内在旋转动力学的自驱动智能体，产生在生物和合成微泳者中常见的圆形轨迹。理解 CABPs 如何探索受限环境并定位目标，对于表征物理和生物系统中的输运、搜索效率和反应过程至关重要。我们研究了 CABPs 从一维和二维受限域中的逃逸动力学。在一维中，我们考虑具有两个吸收边界或一侧反射边界另一侧吸收边界的区间，并在高手性机制下推导了闭式渐近解，揭示了平均首达时间（MFPT）作为粒子旋转速度（手性）函数的定量标度关系。在二维中，我们分析了从一个包含一个吸收弧或两个对称吸收弧的圆盘中的逃逸。通过数值求解控制偏微分方程，我们计算了 CABPs 逃逸该域的 MFPT 作为粒子初始取向、自驱动速度、角速度和域几何形状的函数。我们的结果表明，根据参数和几何形状的不同，MFPT 作为手性的函数可表现出非单调行为。在中间值处存在一个使逃逸时间最小化的最优手性。我们的工作对 CABPs 在典型受限空间中的逃逸动力学提供了全面表征，并确定手性是受限物理和生物系统中输运与搜索的关键控制参数。