活性布朗粒子惯性体系中的空间速度关联
软凝聚态物质
2020-12-23 v1 统计力学
摘要
近来发现，高密度下的活性布朗粒子（ABP）系统会将其速度组织成相干域，在速度场中呈现大尺度空间结构。这种集体行为自发出现，即并非由任何 favoring 速度对齐的特定粒子间力引起。该现象在热噪声缺失且过阻尼 regime 下被研究，其中惯性力可忽略。本工作中，我们通过数值模拟与理论分析证明，速度对齐是 ABP 的鲁棒性质，即便在惯性力与热涨落存在时仍持续。我们还表明，单一无量纲参数（如常用于描述自驱动粒子的 Péclet 数）不足以充分刻画该现象，无论是在大粘度还是小质量 regime 下。事实上，通过空间速度关联的关联长度所测量的速度域尺寸，在游泳速度增加时保持恒定，而随转动扩散变大而减小。我们发现空间速度关联依赖于惯性，但与通常看法相反，受质量和逆粘度变化非对称影响。我们得出结论：在自驱动系统中，与被动系统不同，惯性时间（质量除以溶剂粘度）与质量的变化充当独立控制参数。最后，我们强调空间速度关联的非热本质，其对溶剂温度和活性温度均相当不敏感。
引用
@article{arxiv.2012.11916,
title = {Spatial velocity correlations in inertial systems of Active Brownian Particles},
author = {Lorenzo Caprini and Umberto Marini Bettolo Marconi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.11916},
year = {2020}
}