• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

微观理论研究在拥挤环境中活性粒子的扩散。

Microscopic Theory for the Diffusion of an Active Particle in a Crowded Environment.

机构信息

Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire de Physico-Chimie des Électrolytes et Nanosystèmes Interfaciaux (PHENIX), 4 Place Jussieu, 75005 Paris, France.

Dipartimento di Ingegneria, Università della Campania "Luigi Vanvitelli", 81031 Aversa (CE), Italy.

出版信息

Phys Rev Lett. 2022 Jan 21;128(3):038001. doi: 10.1103/PhysRevLett.128.038001.

DOI:10.1103/PhysRevLett.128.038001
PMID:35119883
Abstract

We calculate the diffusion coefficient of an active tracer in a schematic crowded environment, represented as a lattice gas of passive particles with hardcore interactions. Starting from the master equation of the problem, we put forward a closure approximation that goes beyond trivial mean field and provides the diffusion coefficient for an arbitrary density of crowders in the system. We show that our approximation is accurate for a very wide range of parameters, and that it correctly captures numerous nonequilibrium effects, which are the signature of the activity in the system. In addition to the determination of the diffusion coefficient of the tracer, our approach allows us to characterize the perturbation of the environment induced by the displacement of the active tracer. Finally, we consider the asymptotic regimes of low and high densities, in which the expression of the diffusion coefficient of the tracer becomes explicit, and which we argue to be exact.

摘要

我们计算了在示意性拥挤环境中,活性示踪剂的扩散系数,该环境表示为具有硬芯相互作用的被动粒子的晶格气体。从问题的主方程出发,我们提出了一种超越简单平均场的封闭近似,为系统中任意拥挤密度提供了扩散系数。我们表明,我们的近似在非常广泛的参数范围内是准确的,并且正确地捕捉到了许多非平衡效应,这些效应是系统活性的特征。除了确定示踪剂的扩散系数外,我们的方法还允许我们描述由活性示踪剂的位移引起的环境的扰动。最后,我们考虑低和高密度的渐近情况,在这些情况下,示踪剂的扩散系数的表达式变得显式,我们认为这些表达式是精确的。

相似文献

1
Microscopic Theory for the Diffusion of an Active Particle in a Crowded Environment.微观理论研究在拥挤环境中活性粒子的扩散。
Phys Rev Lett. 2022 Jan 21;128(3):038001. doi: 10.1103/PhysRevLett.128.038001.
2
Nonequilibrium Fluctuations and Enhanced Diffusion of a Driven Particle in a Dense Environment.非平衡涨落和驱动粒子在密集环境中的增强扩散。
Phys Rev Lett. 2018 May 18;120(20):200606. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.200606.
3
Enhanced diffusion of a tracer particle in a lattice model of a crowded active system.示踪粒子在拥挤活性系统晶格模型中的扩散增强
Phys Rev E. 2021 May;103(5-1):052601. doi: 10.1103/PhysRevE.103.052601.
4
Macromolecular crowding: chemistry and physics meet biology (Ascona, Switzerland, 10-14 June 2012).大分子拥挤现象:化学与物理邂逅生物学(瑞士阿斯科纳,2012年6月10日至14日)
Phys Biol. 2013 Aug;10(4):040301. doi: 10.1088/1478-3975/10/4/040301. Epub 2013 Aug 2.
5
Nonlinear response and emerging nonequilibrium microstructures for biased diffusion in confined crowded environments.受限拥挤环境中偏置扩散的非线性响应和新兴非平衡微结构。
Phys Rev E. 2016 Mar;93(3):032128. doi: 10.1103/PhysRevE.93.032128. Epub 2016 Mar 15.
6
Absolute Negative Mobility of an Active Tracer in a Crowded Environment.在拥挤环境中,活性示踪剂的绝对负迁移率。
Phys Rev Lett. 2023 May 26;130(21):218201. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.218201.
7
Motion of active tracer in a lattice gas with cross-shaped particles.具有十字形粒子的晶格气体中活性示踪剂的运动。
J Chem Phys. 2019 Apr 14;150(14):144508. doi: 10.1063/1.5085769.
8
Tracer diffusion in crowded narrow channels.示踪剂在拥挤狭窄通道中的扩散。
J Phys Condens Matter. 2018 Nov 7;30(44):443001. doi: 10.1088/1361-648X/aae13a. Epub 2018 Sep 13.
9
Time-dependent properties of run-and-tumble particles: Density relaxation.随机游动-翻滚粒子的时间相关特性:密度弛豫
Phys Rev E. 2024 Feb;109(2-1):024124. doi: 10.1103/PhysRevE.109.024124.
10
Exact time dependence of the cumulants of a tracer position in a dense lattice gas.致密晶格气体中示踪剂位置累积量的精确时间依赖性。
Phys Rev E. 2022 May;105(5-1):054139. doi: 10.1103/PhysRevE.105.054139.

引用本文的文献

1
Dynamical patterns and nonreciprocal effective interactions in an active-passive mixture through exact hydrodynamic analysis.通过精确的流体动力学分析研究主动-被动混合体系中的动力学模式和非互易有效相互作用。
Nat Commun. 2025 Jul 1;16(1):6017. doi: 10.1038/s41467-025-60518-6.
2
Coarse-graining bacterial diffusion in disordered media to surface states.将无序介质中细菌的扩散粗粒化为表面态。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2025 Mar 25;122(12):e2407313122. doi: 10.1073/pnas.2407313122. Epub 2025 Mar 21.