凝聚态物理 > 软凝聚态物理
[提交于 2025年9月1日
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标题: 复杂噪声环境中维斯克代理的涌现旋转序和再进入全局序
标题: Emergent Rotational Order and Re-entrant Global Order of Vicsek Agents in a Complex Noise Environment
摘要: 在复杂环境中的噪声追逐推动了活性物质系统中涌现的集体行为。 研究环境线索影响的有力平台是由标准维斯克模型提供的,用于研究 flocking 和 swarming 现象。 在本研究中,我们探讨了维斯克代理人在复杂噪声环境中的集体动力学,该环境包含一个无噪声的圆形区域($\eta_{\text{c}} = 0.0$),周围是一个可调节的噪声外部区域($\eta_{\text{b}} = 1.0$),并且具有相互排斥的相互作用。 通过改变外部噪声强度,我们观察到一种涌现的旋转秩序($\phi_r$),其在较高噪声水平($\eta_{\text{b}}\sim 1$)时达到峰值,如相图和灵敏度图所示。 全局秩序遵循($\phi$)呈现一个“U”形曲线,$\phi \sim 0.965$在$\eta_b=0$处下降至$\phi \sim 0.57$在$\eta_b=0.9$处,并在$\eta_b > 1$处重新进入,在$\phi \sim 0.960$处达到峰值$\eta_b=1.5$。 后者上升归因于$\phi_r$的增加。 较高的粒子速度增强了从圆形区域的逃逸率 ($\kappa$),而移动较慢的代理表现出更大的虚拟限制。 我们通过时间平均和首次通过逃逸率来量化逃逸动力学,展示了速度依赖性的保留,使得在给定时间内找到双运动代理群集的概率产生分隔和捕获。 引入从圆心到外部区域的渐进噪声增加,降低了全局 ($\phi$) 和旋转 ($\phi_r$) 有序度,强调了环境异质性和突然退火相对于渐变变化的影响。 这些发现为预测和操控异质环境中的活性代理动力学提供了见解,适用于生物和合成群体系统。
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