周期剪切弹性丝 filament 的可逆性、混沌与吸引子

流体中丝 filament 的动力学是理解广泛生物与软物质系统的核心问题，但其在时变作用力下的行为仍鲜为人知。本文通过将微流体实验中丝状玻色素丝与基于粘性流体中 Fluctuating Euler-Bernoulli 弹性准模型的数值模拟相结合，研究了受强均匀振荡剪切作用的 Brownian 不可伸长弹性丝的长期动力学。随着振荡周期的增加， irreversibility 从流动引起的变形与热噪声之间的相互作用中涌现。这导致系统偏离可逆、确定性刚体动力学：在此 regime 下，丝状结构在完整周期内循环于接近直线、沿流对齐的构型之间，以及在半周期内的buckled 形状。由于系统的时间滑移对称性，实际上存在两种相位偏移为半周期的吸引状态。系统自发选择其中一种，但由于噪声偶尔会在两者之间切换，导致在看似有序与无序之间出现间歇性转换。该系统构成了一个在最小无非平衡软物质系统中实现的随机对称破缺、吸引子跳跃和间歇性现象的可实验访问实现，对于在时变流场下设计与控制软物质系统具有新颖的意义。