主动与被动圆盘二维系统中拓扑缺陷的统一分析

我们对二维被动和主动排斥布朗圆盘系统稳态中的局域化和扩展拓扑缺陷提供了全面的定量分析。我们表明，无论是在平衡还是非平衡状态下，从固态到六方液晶态的过渡都是由位错的解绑驱动的，这与 KTHNY 奇点在定量上一致。相反，尽管向错在液相出现时立即解离，但在固-六方液晶临界线以下，扩展缺陷团簇在很大程度上占主导地位。后者在连续和非连续相变中，于均匀液相区内非常接近六方液晶-液相转变处发生渗流。在临界渗流时，缺陷团簇是分形的，其统计和几何性质在我们的数值精度内与活性无关，且与无关联临界渗流的普适类相容。我们还刻画了不同类型类点缺陷的空间组织，并表明向错并非自由的，而是总是非常靠近更复杂的缺陷结构。在高活性下，由运动诱导相分离（Motility-Induced Phase Separation）产生的致密相主体以类点缺陷密度以及缺陷团簇的统计和形貌为特征，这些由活性大小决定而非堆积分数。致密相内的六方液晶域由晶界分隔，沿晶界存在有限的拓扑缺陷网络，并被空化中的气泡中断。该网络的分形维数随活性增加而减小。该结构是动态的，即缺陷网络允许一种解拉链机制，为气泡的出现、闭合甚至释放到稀相中留下自由空间。