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活轮在圆形滚动中的统计力学

软凝聚态物质 2024-12-25 v1 材料科学 统计力学 应用物理

摘要

振动颗粒物质构成了研究主动物质物理的有用系统。通常通过粒子设计中的适当非对称性来诱导自主推进。在本文中,我们表明置于振动板上的对称小轮子沿圆形轨迹自主推进,呈现手性主动动力学。手性活动通过粒子动力学中一系列自发对称性破缺而实现。等距性、前后对称性和手性对称性的自发性破坏导致不同统计特性,包括涉及随机重置的时间演化、非高斯速度分布(具有多个峰值)、宽幂律曲率分布、受限手性概率,以及随振幅从被动非手性态向主动手性态的相变。我们的研究确立了振动轮子作为一种可作为模型实验系统的三状态手性主动系统,用于研究手性主动系统及其随机热力学的非平衡统计力学,并可激发机器人新颖的运动策略。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.18159,
  title  = {Statistical mechanics of an active wheel rolling in circles},
  author = {Shubham Sharma and Deepak Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18159},
  year   = {2024}
}