Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Spontaneous vortex formation by microswimmers with retarded attractions

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F23%3A10474286" target="_blank" >RIV/00216208:11320/23:10474286 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=fvthJ~9qLJ" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=fvthJ~9qLJ</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-35427-7" target="_blank" >10.1038/s41467-022-35427-7</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Spontaneous vortex formation by microswimmers with retarded attractions

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Collective states of inanimate particles self-assemble through physical interactions and thermal motion. Despite some phenomenological resemblance, including signatures of criticality, the autonomous dynamics that binds motile agents into flocks, herds, or swarms allows for much richer behavior. Lowdimensional models have hinted at the crucial role played in this respect by perceived information, decision-making, and feedback, implying that the corresponding interactions are inevitably retarded. Here we present experimentson spherical Brownian microswimmers with delayed self-propulsion toward a spatially fixed target. We observe a spontaneous symmetry breaking to a transiently chiral dynamical state and concomitant critical behavior that do not rely onmany-particle cooperativity. By comparison with the stochastic delay differential equation of motion of a single swimmer, we pinpoint the delay-induced effective synchronization of the swimmers with their own past as the key mechanism. Increasing numbers of swimmers self-organize into layers with pro- and retrograde orbitalmotion, synchronized and stabilized by steric, phoretic, and hydrodynamic interactions. Our results demonstrate how even most simple retarded interactions can foster emergent complex adaptive behavior in small active-particle ensembles.

  • Název v anglickém jazyce

    Spontaneous vortex formation by microswimmers with retarded attractions

  • Popis výsledku anglicky

    Collective states of inanimate particles self-assemble through physical interactions and thermal motion. Despite some phenomenological resemblance, including signatures of criticality, the autonomous dynamics that binds motile agents into flocks, herds, or swarms allows for much richer behavior. Lowdimensional models have hinted at the crucial role played in this respect by perceived information, decision-making, and feedback, implying that the corresponding interactions are inevitably retarded. Here we present experimentson spherical Brownian microswimmers with delayed self-propulsion toward a spatially fixed target. We observe a spontaneous symmetry breaking to a transiently chiral dynamical state and concomitant critical behavior that do not rely onmany-particle cooperativity. By comparison with the stochastic delay differential equation of motion of a single swimmer, we pinpoint the delay-induced effective synchronization of the swimmers with their own past as the key mechanism. Increasing numbers of swimmers self-organize into layers with pro- and retrograde orbitalmotion, synchronized and stabilized by steric, phoretic, and hydrodynamic interactions. Our results demonstrate how even most simple retarded interactions can foster emergent complex adaptive behavior in small active-particle ensembles.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10300 - Physical sciences

Návaznosti výsledku

  • 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)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

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

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Nature Communications

  • ISSN

    2041-1723

  • e-ISSN

    2041-1723

  • Svazek periodika

    14

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    10

  • Strana od-do

    56

  • Kód UT WoS článku

    001120234000004

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85145540084