Modulación de estructuras de no equilibrio de partículas dipolares activas por un campo externo

Área de la Ciencia:

• Física de la Materia Blanda
• Sistemas Complejos
• Mecánica Estadística

Sus antecedentes:

• Las partículas dipolares activas exhiben comportamientos complejos debido a la autopropulsión y las interacciones de largo alcance.
• Los campos externos pueden influir en el autoensamblaje y la dinámica colectiva de los sistemas de materia activa.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de un campo de alineación externo en la formación de estructuras en partículas dipolares activas de baja densidad en 3D.
• Caracterizar la interacción entre las interacciones dipolares, la alineación del campo y la actividad de las partículas.

Principales métodos:

• Se realizaron extensas simulaciones de dinámica browniana.
• El análisis se centró en la formación de estructuras y la respuesta de polarización bajo diversas intensidades de campo y niveles de actividad.

Principales resultados:

• Emergió una rica variedad de estructuras autoensambladas y actuadas, que incluyen fluidos desordenados, redes percoladas y cúmulos columnares polarizados.
• Los niveles bajos de actividad extendieron la persistencia de las redes percoladas.
• La polarización del sistema transitó de un comportamiento super-Langevin a sub-Langevin con el aumento de la actividad.

Conclusiones:

• La competencia entre la ruptura de enlaces impulsada por la actividad y la formación de enlaces inducida por el campo dicta las estructuras emergentes.
• El acoplamiento entre la formación de estructuras y la actividad influye en la dinámica de polarización de los sistemas dipolares activos.