PRL 速递：无对齐相互作用的集群行为

关键词：群体行为，临界相变，Vicsek 模型，无标度行为

论文题目：Flocking without Alignment Interactions in Attractive Active Brownian Particles

论文来源：Physical Review Letters

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.148202

如今，一些生物和物理系统被归类为“自推进”的，因为它们能够从环境中获得能量并将其转化为定向运动，并展示出大量令人着迷的集群行为。从理论方面来看，Vicsek 的重要工作提供了一个可以再现集群现象的微观模型。此外，最初由 Toner 和 Tu 创立的水动力学理论，从水动力的角度解决了这个问题。

这篇最近发表在 PRL 上的文章在一个有吸引力的主动布朗粒子简单模型中预测了集群行为，证明了非对齐的吸引相互作用就能产生集群状态。这挑战了被广泛认可的观点，即对齐相互作用是集群行为的必要条件。作者以速度极化（velocity polarization）作为序参量，揭示了从无序状态（以几个小簇为特征）到集群状态（涌现出单个聚集簇）的一级相变，并通过研究粒子速度的空间连接关联函数证实了这一情景，该函数揭示了在集群状态下的无标度行为和非集群结构的指数样衰减。他们的预测可以通过微观和宏观实验来检验，这些实验展示了动物、迁移细胞和活性胶体的集群行为。