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活性向列型流体中的相分离与涌现结构。

Phase separation and emergent structures in an active nematic fluid.

作者信息

Putzig Elias, Baskaran Aparna

机构信息

Martin Fisher School of Physics, Brandeis University, Waltham, Massachusetts 02453, USA.

出版信息

Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2014 Oct;90(4):042304. doi: 10.1103/PhysRevE.90.042304. Epub 2014 Oct 8.

Abstract

We consider a phenomenological continuum theory for an active nematic fluid and show that there exists a universal, model-independent instability which renders the homogeneous nematic state unstable to order fluctuations. Using numerical and analytic tools we show that, in the vicinity of a critical point, this instability leads to a phase-separated state in which the ordered regions form bands in which the direction of nematic order is perpendicular to the direction of the density gradient. We argue that the underlying mechanism that leads to this phase separation is a universal feature of active fluids of different symmetries.

摘要

我们考虑了一种用于活性向列型流体的唯象连续介质理论,并表明存在一种通用的、与模型无关的不稳定性,这种不稳定性会使均匀向列相态对于序涨落变得不稳定。使用数值和解析工具,我们表明,在临界点附近,这种不稳定性会导致一种相分离状态,其中有序区域形成条带,向列序的方向垂直于密度梯度的方向。我们认为,导致这种相分离的潜在机制是具有不同对称性的活性流体的一个普遍特征。

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