离散的重要性——活性向列相及其他系统的基于智能体模型
软凝聚态物质
2026-03-06 v2 生物物理
摘要
我们提出了一个活性柔性杆的基于智能体模型。受细胞骨架流动的启发，我们通过内部流动引入活性，该流动贡献于耗散力。我们的智能体之间的活性力是中心且互易的，确保线动量和角动量守恒。对于向列活性，我们发现自发的、无阈值的流动和随机流动重定向，伴随拓扑缺陷的形成。缺陷以活性依赖的速率出现和消失，且+1/2缺陷自推进。活性湍流的这些特征甚至在单个智能体尺度上也存在。基于粒子的相互作用导致密度和取向之间的涌现耦合，在+1/2缺陷周围产生密度偶极子。最后，我们通过展示三维空间中的自发流动和组织生长，强调了基于智能体模型的通用性。我们的框架为包括同一系统中多种活性形式的生命材料的集成描述开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2501.04559,
title = {The importance of being discrete -- An agent-based model for active nematics and more},
author = {Mathieu Dedenon and Carles Blanch-Mercader and Karsten Kruse and Jens Elgeti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04559},
year = {2026}
}