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受扰 Vicsek-Kuramoto 系统中的群聚晶格

适应与自组织系统 2025-12-23 v3 软凝聚态物质

摘要

我们在自驱动粒子系统的 Vicsek-Kuramoto 模型中引入了扰动参数 α\alpha。当扰动较低(α<π/2\alpha < \pi/2)时,系统表现出常规同步态,如全局相位同步和群聚;当扰动超过临界点 α=π/2\alpha = \pi/2 时,出现 Hopf-Turing 分岔,引发向静止六角晶格的转变,伴随涡旋晶格和双簇群集晶格等时空图案及其振荡单元运动。晶格主导程度由耦合强度和相互作用半径决定,存在清晰的参数边界,在图案周期性与粒子动力学之间取得平衡。我们的结果表明,纯粹的取向相互作用即可形成对称晶格,挑战了空间力是形成晶格必需性的观念,阐明了活性物质系统中晶格形成机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.08913,
  title  = {Swarming Lattice in Frustrated Vicsek-Kuramoto Systems},
  author = {Yichen Lu and Yingshan Guo and Yiyi Zhang and Tong Zhu and Zhigang Zheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08913},
  year   = {2025}
}