异步光驱动微旋转子中的流体力学自旋轨道耦合
摘要：旋转颗粒的漩涡流动描述了从分子机器到大气动力学的各种相互作用。然而，至今为止，人们对人造微旋转体之间的流体力学耦合的直接观察受到所选驱动方式的限制，要么通过同步（使用外部磁场），要么通过限制（使用光镊）来实现。在这里，我们提出了一个新的活跃系统，揭示了自由旋转体中旋转和平移的相互作用。我们开发了一种非光镊的圆偏振光束，可以同时旋转数百个包覆二折振子的二氧化硅胶体。这些颗粒在光扭矩场中异步旋转，同时在平面自由扩散。我们观察到邻近的颗粒以依赖于它们自旋的角速度围绕对方运动。我们推导了一个适用于球对的Stokes极限的解析模型，定量解释了观察到的动力学。然后我们发现，低雷诺数流体的几何性质导致了普遍的流体力学自旋-轨道耦合。我们的发现对于理解和发展远离平衡态的材料具有重要意义。
作者：Matan Yah Ben Zion, Alvin Modin, Paul M. Chaikin
论文ID：2203.11051
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-08-02