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Microscopic theory for nonequilibrium correlation functions in dense active fluids

Debets, Vincent und Sarfati, Lila und Voigtmann, Thomas und Janssen, Liesbeth (2024) Microscopic theory for nonequilibrium correlation functions in dense active fluids. Physical Review E, 109, 054605. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevE.109.054605. ISSN 2470-0045.

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Kurzfassung

ne of the key hallmarks of dense active matter in the liquid, supercooled, and solid phases is the so-called equal-time velocity correlations. Crucially, these correlations can emerge spontaneously, i.e., they require no explicit alignment interactions, and therefore represent a generic feature of dense active matter. This indicates that for a meaningful comparison or possible mapping between active and passive liquids one not only needs to understand their structural properties, but also the impact of these velocity correlations. This has already prompted several simulation and theoretical studies, though they are mostly focused on athermal systems and thus overlook the effect of translational diffusion. Here, we present a fully microscopic method to calculate nonequilibrium correlations in two-dimensional systems of thermal active Brownian particles (ABPs). We use the integration through transients formalism together with (active) mode-coupling theory and analytically calculate qualitatively consistent static structure factors and active velocity correlations. We complement our theoretical results with simulations of both thermal and athermal ABPs which exemplify the disruptive role that thermal noise has on velocity correlations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205207/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Microscopic theory for nonequilibrium correlation functions in dense active fluids
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Debets, VincentTU EindhovenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sarfati, LilaTU EindhovenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janssen, LiesbethTU EindhovenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 Mai 2024
Erschienen in:Physical Review E
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:109
DOI:10.1103/PhysRevE.109.054605
Seitenbereich:054605
Verlag:American Physical Society
ISSN:2470-0045
Status:veröffentlicht
Stichwörter:active materials; nonequilibrium statistical phzsics; active particles
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialdesign und neue Materialien
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Voigtmann, Dr.rer.nat. Thomas
Hinterlegt am:15 Jul 2024 10:35
Letzte Änderung:16 Dez 2024 12:16

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