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Publikation in Physical Review Letters

Aktive Trimere, die die lokale Dichte messsen, diffundieren um bis zu 2 Größenordnungen schneller

Aktive Trimere, die die lokale Dichte messsen, diffundieren um bis zu 2 Größenordnungen schneller

Bakterienartige run-and-tumble Teilchen finden optimale Pfade durch eine Hindernislandschaft mit Hilfe lokaler Messungen der Umgebung


News vom 05.04.2022

Bakterien wie E. coli und P. putida führen in porösen Medien unterschiedliche Bewegungsarten aus, im Vergleich zu großporigen Regionen oder dem freien Raum. Dies hat uns veranlasst, eine effiziente Strategie für aktive Teilchen in einer ungeordneten Umgebung vorzuschlagen: Umorientierungen werden in hindernisarmen Regionen unterdrückt und in dichten Regionen verstärkt. Dabei bestimmt die lokale Geometrie den optimalen Weg des Teilchens und beschleunigt den Transport erheblich um bis zu zwei Größenordnungen. Wir beobachten ein nicht-monotones Verhalten des Diffusionskoeffizienten als Funktion der Taumelrate und identifizieren einen Lokalisierungsübergang, entweder durch Erhöhung der Dichte der Hindernisse oder durch Verringerung der Reorientierungsrate.

(Übersetzt mit Unterstützung durch www.DeepL.com/Translator)

Publication:
E. Irani, Z. Mokhtari, and A. Zippelius, 
Dynamics of Bacteria Scanning a Porous Environment,
Phys. Rev. Lett. 128, 144501 (2022)


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