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.

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