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极性自驱动粒子二元混合物集体动力学中的图样形成与相变

软凝聚态物质 2022-08-02 v1 统计力学

摘要

研究了具有不同运动特性的极性自驱动粒子(SPPs)二元混合物的集体行为。该二元混合物由速度固定为vsv_s的慢速SPPs(sSPPs)与速度固定为vfv_f的快速SPPs(fSPPs)组成。这些SPP不论类型均通过短程相互作用相互影响。它们在外部噪声η\eta影响下,遵循类似于Vicsek模型(VM)的确定位置与速度更新规则运动。系统在固定密度ρ=0.5\rho=0.5、保持vs=0.01v_s=0.01不变的条件下,于不同vfv_f值下进行研究。刻画了系统在宽范围噪声η\eta下出现的不同相分离集体图样。发现fSPPs与sSPPs在稳态下取向相位同步。我们研究了随角噪声η\eta变化的取向有序-无序转变,并确定了不同vfv_f下的临界噪声ηc\eta_c。有趣的是,两物种在vf<100vsv_f<100v_s时均呈现连续转变,而在vf>100vsv_f>100v_s时呈现不连续转变。为连续转变确定了一组新的临界指数。然而,该二元模型被发现是非普适的,因为临界指数值依赖于速度。还研究了相互作用半径对系统行为的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.00723,
  title  = {Pattern formation and phase transition in the collective dynamics of a binary mixture of polar self-propelled particles},
  author = {Sagarika Adhikary and S. B. Santra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00723},
  year   = {2022}
}