非互惠性群体运动的稳定性与破坏
统计力学
2026-04-21 v1
摘要
我们研究了一种两种物种的 Vicsek 模型，包含种内对齐和非对称的种间耦合，其中一种物种与另一种物种对齐，而另一种物种则反向对齐。受近期表明全球一致性手性运动并非有限范围非互惠性群体的通用大尺度态这一结果的启发，我们询问在离散时间、度量、非互惠性两种物种 Vicsek 模型中，手性态是否可以稳定，以及在何种条件下可以实现。对于等Population和等动力性，结果表明，此类态仅存在于受密度、自驱动速度极低、系统尺寸相对于相互作用范围较小这一受限窗口内。此窗口内，我们还发现手性主要在对齐相互作用支配于反对齐时出现，而更强的反对齐导致种群分离并抑制手性。相反，通过引入种群不平衡导致从手性态向疏密平行群体或反平行群体液体的转变；动力性不平衡引起异步振荡，极端情况下导致更快物种的移动簇在更稀疏的慢速粒子背景中 segregate。总体而言，这些结果表明，非互惠性两种物种 Vicsek 模型中的手性性质是在由密度、动力性、种间耦合和系统尺寸所决定的受限区间内产生的，而非非互惠性相互作用的通用结果。
引用
@article{arxiv.2604.18125,
title = {Stability and breakdown of chiral motion in non-reciprocal flocking},
author = {Aditya Kumar Dutta and Swarnajit Chatterjee and Matthieu Mangeat and Raja Paul},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18125},
year = {2026}
}