Polarization-density patterns of active particles in motility gradients

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F21%3A10436622" target="_blank" >RIV/00216208:11320/21:10436622 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=trG1ZoSme2" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=trG1ZoSme2</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.103.062601" target="_blank" >10.1103/PhysRevE.103.062601</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Polarization-density patterns of active particles in motility gradients

Popis výsledku v původním jazyce

The colocalization of density modulations and particle polarization is a characteristic emergent feature of motile active matter in activity gradients. We employ the active-Brownian-particle model to derive precise analytical expressions for the density and polarization profiles of a single Janus-type swimmer in the vicinity of an abrupt activity step. Our analysis allows for an optional (but not necessary) orientation-dependent propulsion speed, as often employed in force-free particle steering. The results agree well with measurement data for a thermophoretic microswimmer presented in the companion paper [Soker et al., Phys. Rev. Lett. 126, 228001 (2021)], and they can serve as a template for more complex applications, e.g., to motility-induced phase separation or studies of physical boundaries. The essential physics behind our formal results is robustly captured and elucidated by a schematic two-species &quot;run-and-tumble&quot; model.

Název v anglickém jazyce

Polarization-density patterns of active particles in motility gradients

Popis výsledku anglicky

The colocalization of density modulations and particle polarization is a characteristic emergent feature of motile active matter in activity gradients. We employ the active-Brownian-particle model to derive precise analytical expressions for the density and polarization profiles of a single Janus-type swimmer in the vicinity of an abrupt activity step. Our analysis allows for an optional (but not necessary) orientation-dependent propulsion speed, as often employed in force-free particle steering. The results agree well with measurement data for a thermophoretic microswimmer presented in the companion paper [Soker et al., Phys. Rev. Lett. 126, 228001 (2021)], and they can serve as a template for more complex applications, e.g., to motility-induced phase separation or studies of physical boundaries. The essential physics behind our formal results is robustly captured and elucidated by a schematic two-species &quot;run-and-tumble&quot; model.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

10300 - Physical sciences

Projekt

<a href="/cs/project/GC20-02955J" target="_blank" >GC20-02955J: Dynamika a termodynamika umělých a přírodních aktivních systémů se zpožděním</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Physical Review E

ISSN

2470-0045

e-ISSN

—

Svazek periodika

103

Číslo periodika v rámci svazku

6

Stát vydavatele periodika

US - Spojené státy americké

Počet stran výsledku

20

Strana od-do

062601

Kód UT WoS článku

000657176600008

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85107687233