具有吸引作用的活性布朗粒子的团簇行为和自发速度对齐

作     者：陈健丽 李佳健 艾保全 

作者机构：华南师范大学原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广东省高等学校物质结构与相互作用基础研究卓越中心物理学院 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:12075090,12475036) 广东省自然科学基金(批准号:2022A1515010449,2024A1515012575)资助的课题 

主　　题：活性布朗粒子 团簇行为 自发速度对齐 全局速度对齐 

摘      要：在活性布朗粒子系统中，速度的自发对齐是可实现的，但其机制及影响因素尚需进一步研究。本文主要探讨了具有吸引性相互作用的活性布朗粒子系统中的团簇行为和自发全局速度对齐现象。吸引性相互作用和自推进作用的耦合导致粒子趋向于与周围粒子速度对齐。通过数值模拟，本文发现自推进作用与吸引性相互作用之间的竞争显著影响团簇的形成及其结构，系统中会出现网状团簇、块状团簇、粒子离散分布或形成不稳定团簇，并进而影响自发速度对齐程度。其中，块状团簇结构最有利于自发速度对齐的实现。随着自推进作用在竞争中逐渐占优，中低填充分数系统中速度对齐程度呈现增加-稳定-下降的趋势，而高填充分数系统则表现为先稳定后下降的趋势。系统形成单一块状团簇时，能够实现自发全局速度对齐。