Исследование систем, состоящих из самодвижущихся частиц, представляет собой увлекательную область исследований, которая быстро развивается. Обычно в теоретических моделях активных частиц предполагается, что их скорость плавания всегда одинакова. Однако недавние эксперименты показали, что это не всегда так. Например, частицы, приводимые в движение ультразвуком для медицинских целей, имеют скорость, зависящую от их ориентации.
Группа физиков из Мюнстерского университета и Кембриджского университета провела совместное исследование, используя компьютерное моделирование и теоретические выводы. Они изучили поведение систем, состоящих из множества активных частиц, скорость которых зависит от ориентации. В ходе исследования они обнаружили несколько новых эффектов, что делает это исследование особенно интересным с точки зрения физики.
Одним из удивительных результатов исследования является способность систем, состоящих из многих активных частиц, спонтанно образовывать кластеры, даже если отдельные частицы не притягивают друг друга. В ходе моделирования движения частиц исследователи обнаружили неожиданный феномен. Вместо того, чтобы частицы оставались в кластерах, они постоянно выходят из них с одной стороны и возвращаются с другой, создавая постоянный поток частиц. Это отличает такие системы от "нормальных" случаев.
Эти новые результаты позволяют лучше понять поведение систем активных частиц и их взаимодействие. Понимание этих процессов может иметь важные практические применения, особенно в медицинских науках. Например, это может помочь в разработке новых методов доставки лекарств или улучшении процессов фильтрации в микросистемах.
Источник:
Стефан Брокер и др., Зависимое от ориентации движение активных броуновских сфер: от самодвижения к программируемым формам кластеров (Stephan Bröker et al, Orientation-Dependent Propulsion of Active Brownian Spheres: From Self-Advection to Programmable Cluster Shapes), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.168203
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.