Janus示踪粒子在细菌悬浮液中的反常扩散

来源 :中国化学会2017全国高分子学术论文报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yunpiaosifang
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  活化物质由于其微驱动特征,体系在局部往往伴随着时间反演对称性的破缺,因而时常展现出复杂的时空行为与崭新的物理现象。而活化物质对外界刺激的响应,可以直接重构其非平衡动力学的不可逆性,使其传输过程脱离传统统计物理方法的可描述范围。因此,研究活化物质在外界刺激影响下的传输动力学行为,对于深入揭示活化体系的统计力学原理与构建非平衡系统的理论框架而言具有重要科学意义。本论文通过建立细菌趋化模型,深入研究了细菌悬浮液这一典型活化体系中覆盖趋化因子的示踪粒子的反常扩散行为。借由朗之万方程揭示了全覆盖示踪粒子的非高斯扩散行为起源于指数关联的非热细菌噪音。进一步地,Janus(半覆盖)示踪粒子在趋化因子浓度较低时展现出耦合Lévy 飞行与布朗振动的复合随机行走,而在浓度较高时表现为增强的定向运输。该转变被确认为对称性破缺诱发的二阶相变,从而深入揭示了非对称效应对于活化体系传输动力学的重要影响。
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