Dinamica collettiva di particelle attive con stati logici

In this thesis we will study the interaction between motility and information exchange in an active matter system. After a brief introduction, we will thoroughly analyze the study carried out by M.Paoluzzi et al [1] on a system of particles with active 'run and tumble' dynamics that exchange information which leads to a change in the dynamics of the particles themselves. In particular we will focus on the continuous model, highlighting the phenomenon of MIPS (motility induced phase separation), a characteristic phenomenon of active matter systems. We will subsequently confirm the results obtained from the analytical study through data obtained from simulations of the model under examination. Finally, we will propose possible extensions in order to broaden the field of possible applications of the studied system. [1] Paoluzzi, M., Leoni, M., & Marchetti, M. C. (2020). Information and motility exchange in collectives of active particles. Soft Matter, 16(27), 6317-6327.

In questa tesi studieremo l'interazione tra motilità e scambio di informazioni in un sistema di materia attiva. Dopo una breve introduzione, analizzeremo a fondo lo studio svolto da M.Paoluzzi et al [1] su un sistema di particelle con dinamica attiva 'run and tumble' che si scambiano informazioni che portano ad un cambiamento della dinamica delle particelle stesse. In particolare ci soffermeremo sul modello continuo evidenziando il fenomeno della MIPS (motility induced phase separation), fenomeno caratteristico dei sistemi di materia attiva. In seguito confermeremo i risultati ottenuti dallo studio analitico tramite dei dati ottenuti da delle simulazioni del modello in esame. Per finire proporremo delle possibili estensioni in modo da ampliare il campo delle possibili applicazioni del sistema studiato. [1] Paoluzzi, M., Leoni, M., & Marchetti, M. C. (2020). Information and motility exchange in collectives of active particles. Soft Matter, 16(27), 6317-6327.