防止 microchannel 中的主动粒子聚集

在宽度与其尺寸相当的狭小通道中移动的微运动体（microswimmers）的轨迹会因遇到以相反方向移动的另一微运动体而发生显著改变。这种相遇的后果是两位运动体的进度延迟，可概念化为瞬时有效的向后位移。类似地，细菌翻滚事件（occur over a finite time）可表示为除方向改变外的瞬时有效位移。这些有效位移可直接纳入用于描述沿通道移动的 swimmer 部分密度的动力学理论中。对所得方程进行线性分析，可得到聚集出现的临界密度。随后将该方法应用于宽度为 $1.8~${\mu}m $\times$ $1.8~${\mu}m 的土壤细菌在长通道中的情况。对 swimmers 的跟踪允许直接获取有效位移，从而预测聚集形成前的临界密度（${\rho}_{\text{crit}}\simeq$ 0.10 bact/${\mu}$m）。该方法的优势在于无需确定有效密度相关速度，这是标准 motility-诱导相分离理论所必需的。