一维主动或被动粒子气体中的示踪粒子动力学

我们考虑由主动跑动-翻滚粒子（RTPs）或被动布朗随机游走子组成的一维系统。这些粒子要么无相互作用，要么具有硬核排斥。我们研究嵌入此类系统中的单个示踪粒子的动力学——该示踪粒子可以是主动的或被动的，且与环境粒子之间存在硬核排斥。在主动硬核环境中，主动与被动示踪粒子均呈现长时间亚扩散：位移按 $t^{1/4}$ 标度，其含密度依赖的预因子与示踪粒子类型无关，且不同于被动嵌于被动环境中亚扩散的相应结果。在无相互作用主动粒子的环境中，在低密度下主动与被动示踪粒子均恢复被动嵌于被动环境中的结果，但在较高密度下瞬态笼效应减缓示踪粒子运动，延迟了任何 $t^{1/4}$ 区域的 onset。对于被动环境中的主动示踪粒子，我们发现更复杂的结局，其依赖于动力学离散化方案的细节。我们通过研究示踪粒子周围环境粒子的密度分布来解释这些结果。特别地，环境粒子黏附于示踪粒子使其在无相互作用主动环境中比在相互作用主动环境中运动更慢，而主动嵌于被动情形的反常行为源于“雪犁”效应，即在弹道跑动期间大量扩散环境粒子堆积于 RTP 示踪粒子前方。