第64回北大MMCセミナー

自走粒子の集団運動の普遍クラスがあると考えられており、Vicsekモデルなど現象論的な少変数の数理モデルが盛んに解析されている。抗生物質で引き伸ばされた大腸菌の集団運動などそれらの数理モデルとよく一致する実験系もいくつか見出されている(D. Nishiguchi, et al. arXiv:1604.04247)。

今回は2次元平面で円軌道を見せる自走粒子の集団運動に注目し、モータータンパクに駆動される微小管(Y. Sumino, et al., Nature (2012))、ガラス上の線虫、寒天上のシアノバクテリアの集団運動を解析した。これらの自走粒子は孤立している時に円軌道を描くことがわかっている。観察の結果、どの系でも数密度を上げると渦状の構造を作ることがわかった。Vicsekモデルを元にした少変数のモデルを用いて実験結果を解析し、異なる3つ系で見られた集団運動が共通の数理モデルでよく再現されることがわかった(Ken H. Nagai et al. PRL (2015))。