推式与拉式微游动体对称混合物的行为如同非相互作用悬浮液

浸入流体中的后驱动和前驱动微游动体悬浮液分别称为“pushers（推式）”和“pullers（拉式）”，它们表现出定性不同的集体行为：超过特征密度后，推式悬浮液呈现导致称为活性湍流的集体运动的流体动力学不稳定性，而拉式中不存在此现象。在本快报中，我们利用动力学理论和大规模粒子分辨模拟描述了二元推式–拉式混合物的集体动力学。我们推导并验证了一个不稳定性判据，表明活性湍流的临界密度随拉式比例 $\chi$ 的增加而移向更高值，并在 $\chi \geq 0.5$ 时消失。然后我们从解析和数值上证明，1:1 混合物的两点流体动力学关联等于非相互作用游动体悬浮液的关联。引人注目的是，我们的数值分析进一步表明，流体速度涨落的全概率分布在相同密度下坍缩到非相互作用系统的分布上，而此时游动体–游动体关联严格不存在。因此，我们的结果表明，1:1 推式–拉式混合物中的流体速度涨落在任意密度下都精确等于相应非相互作用悬浮液的涨落，这是一种在平衡长程相互作用系统中无对应物的惊人抵消。