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  Role of symmetry in driven propulsion at low Reynolds number

Sachs, J., Morozov, K. I., Kenneth, O., Qiu, T., Segreto, N., Fischer, P., et al. (2018). Role of symmetry in driven propulsion at low Reynolds number. Physical Review E, 98(6): 063105, pp. 063105-1-063105-12. doi:10.1103/PhysRevE.98.063105.

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Datensatz-Permalink: https://hdl.handle.net/21.11116/0000-000B-269B-C Versions-Permalink: https://hdl.handle.net/21.11116/0000-000E-4C20-9
Genre: Zeitschriftenartikel

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Urheber

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 Urheber:
Sachs, Johannes, Autor
Morozov, Konstantin I., Autor
Kenneth, Oded, Autor
Qiu, Tian, Autor
Segreto, Nico, Autor
Fischer, Peer1, Autor                 
Leshansky, Alexander M., Autor
Affiliations:
1Max Planck Institute for Medical Research, Max Planck Society, ou_1125545              

Inhalt

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Schlagwörter: -
 Zusammenfassung: We theoretically and experimentally investigate low-Reynolds-number propulsion of geometrically achiral planar objects that possess a dipole moment and that are driven by a rotating magnetic field. Symmetry considerations (involving parity ˆP and charge conjugation ˆC) establish correspondence between propulsive states depending on orientation of the dipolar moment. Although basic symmetry arguments do not forbid individual symmetric objects to efficiently propel due to spontaneous symmetry breaking, they suggest that the average ensemble velocity vanishes. Some additional arguments show, however, that highly symmetrical (ˆP-even) objects exhibit no net propulsion while individual less symmetrical (ˆCˆP-even) propellers do propel. Particular magnetization orientation, rendering the shape ˆCˆP-odd, yields unidirectional motion typically associated with chiral structures, such as helices. If instead of a structure with a permanent dipole we consider a polarizable object, some of the arguments have to be modified. For instance, we demonstrate a truly achiral (ˆP- and ˆCˆP-even) planar shape with an induced electric dipole that can propel by electrorotation. We thereby show that chirality is not essential for propulsion due to rotation-translation coupling at low Reynolds number.

Details

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Sprache(n): eng - English
 Datum: 2018-11-162017-08-032018-12-122018-12
 Publikationsstatus: Erschienen
 Seiten: 12
 Ort, Verlag, Ausgabe: -
 Inhaltsverzeichnis: -
 Art der Begutachtung: Expertenbegutachtung
 Identifikatoren: DOI: 10.1103/PhysRevE.98.063105
BibTex Citekey: 2018sachs
 Art des Abschluß: -

Veranstaltung

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Entscheidung

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Projektinformation

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Quelle 1

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Titel: Physical Review E
  Andere : Phys. Rev. E
Genre der Quelle: Zeitschrift
 Urheber:
Affiliations:
Ort, Verlag, Ausgabe: Melville, NY : American Physical Society
Seiten: - Band / Heft: 98 (6) Artikelnummer: 063105 Start- / Endseite: 063105-1 - 063105-12 Identifikator: ISSN: 1539-3755
CoNE: https://pure.mpg.de/cone/journals/resource/954925225012