由非互易长程相互作用调制的集体模式图谱

我们研究了仅受视角（由角度$\beta$表征）限制的长程相互作用的活性粒子。我们证明，将吸引相互作用限制在视角内会导致复杂模式的出现，这些模式根据$\beta$值和初始条件的不同，展现出显著不同的拓扑结构和输运性质。在二维空间中，我们发现了一种呈环状的向列型闭合细丝，其运动方式如同手性活性粒子；一种具有一个奇异拓扑点的闭合极性细丝，表现出净极性序并弹道运动；一种具有两个奇异拓扑点并旋转的结构；或是一种表现为持续随机游走的开放极性细丝。此外，我们通过缓慢改变$\beta$来研究一种结构向另一种结构转变的过程，并观察到该过程是不可逆的，且表现出强烈的滞后现象。最后，我们发现在三维空间中也出现了类似的模式。这项分析揭示了具有长程、非互易相互作用的单物种活性粒子在二维和三维空间中的物理学，其特征是无气相，并提供了证据表明在这些系统中，拓扑性质和输运性质密切相关。