本项目旨在从理论角度研究自驱多粒子系统中自发流对于系统非平衡动力学演化的重要意义,力图揭示其在自驱系统大尺度动力学中的普适性和关键性作用。所谓自发流是指在自驱多体系统中通过粒子自驱和相互作用所激发出来的大尺度物质流动。自发流不可能存在于平衡态和近平衡态系统中,但在各种远离平衡态的自驱多体系统中却普遍存在,并且是生命代谢,细胞迁移,组织形成等生命活动的重要物理基础。我们将结合一些已知的实验系统,通过理论和模拟相结合的研究手段来全面地研究极性和非极性自驱粒子系统以及考虑介质流体作用时系统中的自发流现象,包括自发流产生的条件,其对系统相变、形貌以及动力学演化的作用。方法上,将重点发展动态蒙特卡洛模拟和动力学平均场以及稳定性分析,流场分析等技术在定量化研究自发流中的应用。在此基础上,我们将试图拓展自发流概念在细胞迁移动力学等生命系统中应用。
英文主题词active matter;self-propelled particle;spontaneous flow;chaos;hydrodynamics