双物种多车道系统中的相分离与输运

我们提出了一个双通道驱动晶格气体模型，其中方向相反的物种在两条平行车道上运动，并伴有车道切换过程。我们研究了粒子的关联车道切换机制，即只有当方向相反的物种在同一通道相遇时，切换才可能以有限概率发生。该系统在总粒子数守恒的闭合环上进行分析。对于车道间不对称的粒子交换，系统表现出独特的极化现象，即方向相反的物种在两条车道之间发生分离。极化现象可以理解为存在一个吸收稳态的结果。对于车道间对称的交换率，系统保持非极化状态，在热力学极限的大系统尺寸下，两条车道上的粒子密度相等。我们结合平均场(MF)分析和蒙特卡洛模拟来研究该系统。我们在此系统中看到的相分离性质，与接触粒子库的驱动粒子系统不同。这个最小模型观察到的特征将对基于生物丝的细胞内输运产生影响，其中细胞货物，例如细胞器和囊泡，由方向相反的粒子在多个丝状轨道上运输。