Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2507.18862

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2507.18862 (cond-mat)
[提交于 2025年7月25日 ]

标题: 自驱动粒子在幂律势阱中空间分布的连续和不连续形状转变

标题: Continuous and discontinuous shape transitions in the spatial distribution of self-propelling particles in power-law potential wells

Authors:Abhik Samui, Manoj Gopalakrishnan
摘要: 我们研究了在二维幂律势阱中活性布朗粒子和跑跳粒子的定态,在平动扩散可以忽略的极限情况下。 粒子的势能取形式$U(r)\propto r^{n}$,其中$n\geq 2$且为偶数。 我们推导出二维情况下的位置概率分布$\phi({\bf r})$的精确方程,并在假设粒子的方向角是高斯变量的情况下求解该方程。 我们表明$\phi({\bf r})$具有紧支集,并且随着活性速度的增加,其形状会发生类似相变的变化。 对于活性布朗粒子,我们的理论预测在$n=2$时形状发生连续转变,在$n>2$时发生不连续转变,两者均与模拟结果一致。 在强活性区域,方向概率分布靠近外边界时为单峰,但向内部则变为双峰,表明存在环绕运动。 跑跳粒子的角分布中的单峰-双峰转变几乎不存在。
摘要: We study the stationary states of an active Brownian particle and run-and-tumble particle in a two dimensional power-law potential well, in the limit where translational diffusion is negligible. The potential energy of the particle is taken to have the form $U(r)\propto r^{n}$, where $n\geq 2$ and even. We derive an exact equation for the positional probability distribution $\phi({\bf r})$ in two dimensions, and solve for the same, under the assumption that the particle's orientation angle is a Gaussian variable. We show that $\phi({\bf r})$ has compact support and undergoes a phase transition-like change in shape as the active velocity increases. For active Brownian particle, our theory predicts a continuous transition in shape for $n=2$ and a discontinuous transition for $n>2$, both of which agree with simulation results. In the strongly active regime, the orientational probability distribution is unimodal near the outer boundary but becomes bimodal towards the interior, signifying orbiting motion. The unimodal-bimodal transition in the angular distribution is nearly absent for run-and-tumble particle.
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft) ; 统计力学 (cond-mat.stat-mech); 生物物理 (physics.bio-ph)
引用方式: arXiv:2507.18862 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2507.18862v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.18862
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Abhik Samui [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 7 月 25 日 00:37:57 UTC (334 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.soft
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.stat-mech
physics
physics.bio-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号