Lattice Models for Fluctuating Hydrodynamics in Granular and Active Matter

این کتاب به بررسی ماهیت مشترک سیستم‌های دانه‌دار و فعال می‌پردازد که ریشه در رفتار خارج از تعادل ذاتی آنها دارد، با هدف یافتن حداقل مدل‌هایی که قادر به بازتولید و پیش‌بینی رفتار جمعی پیچیده مشاهده‌شده در آزمایش‌ها هستند. و شبیه سازی ها ماده گرانول و ماده فعال از جمله سیستم های مورد مطالعه در فیزیک آماری خارج از تعادل هستند.

این کتاب خوانندگان را از طریق استخراج یک توصیف هیدرودینامیکی نوسانی از ماده دانه‌ای و فعال با استفاده از فرضیات ریاضی کنترل‌شده و شفاف که بر روی یک مدل شبکه‌ای ساخته شده‌اند، راهنمایی می‌کند. همچنین نشان می‌دهد که چگونه می‌توان یک توصیف ماکروسکوپی از نیازمندی‌های میکروسکوپی ارائه کرد، که منجر به پیش‌بینی حالت‌های جمعی مانند سرد شدن، ازدحام، خوشه‌بندی و انتقال بین آنها می‌شود. نتایج تحلیلی و عددی نور جدیدی را بر ارتباط فیزیکی بین خواص محلی و میکروسکوپی چند ذره و حرکت جمعی ماکروسکوپی کل سیستم می‌تاباند.

This book investigates the common nature of granular and active systems, which is rooted in their intrinsic out-of-equilibrium behavior, with the aim of finding minimal models able to reproduce and predict the complex collective behavior observed in experiments and simulations. Granular and active matter are among the most studied systems in out-of-equilibrium statistical physics.

The book guides readers through the derivation of a fluctuating hydrodynamic description of granular and active matter by means of controlled and transparent mathematical assumptions made on a lattice model. It also shows how a macroscopic description can be provided from microscopic requirements, leading to the prediction of collective states such as cooling, swarming, clustering and the transitions among them. The analytical and numerical results shed new light on the physical connection between the local, microscopic properties of few particles and the macroscopic collective motion of the whole system.