非互惠相互作用驱动新兴手性晶体
软凝聚态物质
2025-01-28 v1 统计力学
摘要
我们研究了一种新型二维活性材料，其宏观相态存在两种新兴的对称性破缺：自驱动的手性无定形粒子形成致密的六方排列簇，产生自发旋转。我们在实验中实现了活性粒子，它们自组织成极性和六方排列晶体，表现出 exotic 的新兴现象。这伴随着一种基于对称性原理、包括非互惠性的耦合序参量场论的构建，用于捕捉非平衡动力学。我们发现，两个相互作用的对称性破缺场的存在导致由(二维)手性无定形活性粒子(此处为昆姆克滚筒)构建的新型手性相态的出现，这些相态特征为顺时针和逆时针旋转的簇。因此，我们表明，即使构成单元本身为手性，Non-equilibrium 系统也能因非互惠耦合的对称性破缺而产生自发旋转。这种相互作用导致在受限的颗粒系统中通过逆旋转涡旋实现自组织搅拌，簇的大小可由外部电场控制。
引用
@article{arxiv.2501.15996,
title = {Non-reciprocal interactions drive emergent chiral crystallites},
author = {S. J. Kole and Xichen Chao and Abraham Mauleon-Amieva and Ryo Hanai and C. Patrick Royall and Tanniemola B. Liverpool},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15996},
year = {2025}
}