活性粒子在连通微室中振荡行为的研究

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活性物质作为软物质的一种,由于其系统中各个粒子独立受驱动力这一特点而备受关注,近年来大量的研究都说明了活性物质能够表现出丰富的物理现象。本文在此背景条件下,将活性布朗粒子限制在二维平面上的连通微室之中,并采取郎之万动力学模拟的研究方法,探究了活性物质在受限几何空间内的运动行为,以及各个参数的改变对粒子运动行为的影响。  模拟中可以观察到,在一定的条件下,活性粒子能够交替的填满和清空两个微室,在微室之间进行长时间持续的集体自振荡运动。在研究这种自振荡现象产生的条件时,发现了一系列重要且有趣的结论。在探究热噪声的影响时,发现温度导致的热噪声可以促进自振荡现象的发生,且在可以周期性自振荡的条件下,温度越高振荡周期越短,而热噪声不存在或者较小时自振荡发生的概率很低;当温度合适时(KBT≥0.9),在一定的活性力和旋转扩散系数范围内系统才能发生自振荡,每个旋转扩散系数对应不同的活性力范围以及更小的周期性振荡范围,反之亦然,且振荡的周期随着二者的增大而减小。此外,在改变微室形状的体系中,发现只有在合适的粒子数目(面积分数)下,才可以产生完全自振荡;而连通管道过宽或者过短都无法产生振荡。  本文通过对活性布朗粒子自振荡行为的探究,研究了各个基本参数对自振荡的影响,具有一定的理论价值。
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