约束活性物质中持久边界运动的起源

约束活性物质系统表现出持久的边界运动和强烈的边界亲和性。然而，尽管对其位置动力学进行了大量研究，但关于相应定向行为的注意力仍有限。本文利用分子模拟和 Fokker-Planck 方程，研究活性布朗粒子受硬圆形边界约束的情况，表明粒子的位置分布直接与定向涨落相关，具体表现为条件定向分布的特征。约束产生两种优先切向定向状态，通过随机翻转路径相互连接：快速边界局部切换和较慢的体积中介的偏移。进一步，位置分布显示出非平凡的幂律衰减，远离边界的距离上，这与曲率诱导的双稳态定向状态以及相关条件分布的方差密切相关。翻转之间的平均等待时间对约束强度呈现幂律依赖。我们的结果表明，定向涨落、双稳态、位置积聚和随机切换之间的相互作用决定了约束活性粒子观察到的动力学行为，为理解约束活性系统中的传输、探索和逃逸过程提供了框架。