球形圆泳者的同步向列和反向量列有序

手性赋予了微泳者直线泳者所缺乏的东西：相位。这个变量既调节又受微泳者之间流体动力学相互作用的影响。在这里，我们探讨当许多这样的手性泳者可以自由移动时，会出现什么样的集体有序，以及单个泳者的形状和驱动各向异性如何决定结果。利用流体动力学相互作用的圆泳者的动力学理论，我们表明固有旋转、应力偶极子流和类似Jeffery的重新定向之间的相互作用产生了有效的相位锁定相互作用。驱动的不对称性通过非轴对称的应力偶极子张量编码。在成对层面，推进型泳者根据颗粒形状和驱动不对称性选择两种同步状态之一：同相/反相锁定，或四分之一相移锁定。将分析扩展到多体系统，我们发现这些成对层面的同步机制驱动了涌现的集体相。当流体动力学耦合有利于平行或反平行相位锁定时，泳者发展出全局的\textit{同步向列}序，而在四分之一相移锁定占主导的地方则发展出\textit{同步反向量列}局域序。粗粒化场论通过流体动力学不稳定性准则预测了向列序的出现。此外，我们发现集体态表现出由周期平均的、在泳者之间有效排斥的流体动力学相互作用产生的晶体或无序超均匀结构。解析有限尺寸和近场流动的手性扁球 squirmer 的格子玻尔兹曼模拟，重现了同步向列有序。这些结果共同展示了如何利用泳者的几何和驱动各向异性来编程手性活性物质中的同步和时空有序。