2023-08-31 ジョージア工科大学
◆この研究は、自己駆動粒子の懸濁液を対象にし、その粒子が互いに移動して相互作用するため、ダイナミックなパターンを形成する活性物質の一般的な例に焦点を当てました。
◆研究では、マイクロチューブがオイルと水の層の間に懸濁され、その運動が2次元に制限された状況を模倣しました。この研究により、微小な物質がマクロスケールでどのように相互作用するか、特にトポロジカルな欠陥の関係についての洞察が得られました。そして、これにより活性物質の理解が深まり、新しい実験結果が説明される手助けとなりました。
<関連情報>
- https://research.gatech.edu/physicists-solve-mysteries-microtubule-movers
- https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq6120
アクティブ・ネマティックスの物理的情報に基づくデータ駆動型モデリング Physically informed data-driven modeling of active nematics
Matthew Golden,Roman O. Grigoriev,Jyothishraj Nambisan and Alberto Fernandez-Nieves
Science Advances Published:5 Jul 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.abq6120
Abstract
A continuum description is essential for understanding a variety of collective phenomena in active matter. However, building quantitative continuum models of active matter from first principles can be extremely challenging due to both the gaps in our knowledge and the complicated structure of nonlinear interactions. Here, we use a physically informed data-driven approach to construct a complete mathematical model of an active nematic from experimental data describing kinesin-driven microtubule bundles confined to an oil-water interface. We find that the structure of the model is similar to the Leslie-Ericksen and Beris-Edwards models, but there are appreciable and important differences. Rather unexpectedly, elastic effects are found to play no role in the experiments considered, with the dynamics controlled entirely by the balance between active stresses and friction stresses.
