集群系统中跨尺度的非平衡响应与涨落-耗散违反

集群系统已知是强烈非平衡的。能量输入发生在个体层面以确保自推进，而个体运动性反过来有助于有序化，增强信息传播并加强集体运动。然而，即使超越有序化，自然聚集的一个关键特征是响应。那么，非平衡特征如何影响系统的响应？在这项工作中，我们考虑了一个最小集群模型，并研究了在方向扰动下的响应行为。我们表明，平衡动力学涨落-耗散关系在响应和相关性之间被违反，无论是在局部还是全局层面。违反量在有序转变处达到峰值，与熵产生率完全相同。熵总是在局部产生，并通过Harada-Sasa关系与局部涨落-耗散违反相关联。然而，接近转变的合作机制将非平衡效应扩散到整个系统，在全局尺度上产生非平衡响应。我们的发现阐明了活动和相互作用在集体行为成本分配中的作用，并解释了在自然生命群体实验中观察到的现象。