弹性活性凝胶中示踪粒子动力学的建模

近年来，通过实验对活性凝胶的内部动力学进行了广泛研究，这些活性凝胶既包括人工（体外）模型系统，也包括活细胞内部的细胞骨架。这些动力学是通过嵌入在生物聚合物网络和分子马达中的示踪粒子来探测的，并观察到了明显的非热行为。我们提出了一个被捕获活性粒子动力学的理论模型，利用解析和数值计算，使我们能够量化其偏离平衡行为的程度。我们绘制了该系统中不同动力学区域的图谱，并强调了活性的不同表现形式：维里定理和能量均分的破缺、依赖于弹性的不同“有效温度”以及不同的非高斯分布。我们的结果阐明了活性凝胶实验中令人困惑的观察现象，为现有观察提供了物理解释，并为未来研究提供了预测。