Çığır açan çalışma senkronizasyon fenomenindeki yeni karmaşıklıkları ortaya çıkarıyor

Özet: Bir araştırmacı, doğa ve teknolojideki salınım sistemlerini yöneten temel kalıplardaki karmaşık ve daha önce teorize edilmiş davranışların deneysel bir gösterimini gerçekleştirdi.

Ayrıntılı Açıklama

Aston Üniversitesi'nden bir araştırmacı, doğada ve teknolojide salınımlı sistemleri yöneten temel örüntülerdeki karmaşık ve daha önce teorileştirilmiş davranışların ilk deneysel gösterimini gerçekleştirdi.

Bir grafik üzerinde gösterildiklerinde aldıkları şekil nedeniyle Arnold'un dilleri olarak da bilinen senkronizasyon bölgeleri, bilim insanlarının işlerin ne zaman senkronize kalacağını ve ne zaman kalmayacağını anlamalarına yardımcı olur.


Arnold'un dilleri, kalp atışları, sarkaç salınımları veya yanıp sönen ışıklar gibi salınan miktarları içeren çok çeşitli doğal olaylarda gözlemlenir.


Teorik çalışmalar, güçlü zorlamalar altında bu bölgelerin yaprak benzeri desenler ve senkronize olmayan durumları temsil eden boşluklar da dahil olmak üzere beklenmedik şekiller alabileceğini öne sürmüştür. Şimdiye kadar bu tür tahminleri deneysel olarak doğrulamak önemli bir zorluk olarak kalmıştı. Yeni çalışma, öngörülen bu davranışların fiziksel bir sistemde ilk kez gerçekten gözlemlendiğini ve doğada ve teknolojide gerçekten var olduklarını kanıtlıyor.


Aston Fotonik Teknolojiler Enstitüsü'nden Dr. Sonia Boscolo tarafından Doğu Çin Normal Üniversitesi ve Fransa'daki Burgundy Üniversitesi'nden bilim insanlarıyla işbirliği içinde yürütülen "Arnold'un dillerinin karmaşıklığını bir nefes-soliton lazerinde ortaya çıkarmak" başlıklı çalışma Science Advances dergisinde yayımlandı.


Dr. Boscolo ve ekibi gözlemlerini, salınım davranışına sahip dinamik darbeler üreten ultra hızlı bir fiber lazer olan nefes-soliton lazer kullanarak yaptı. Bulguları, daha önce sadece 25 yıl önce matematiksel bir modelde incelenen yaprak benzeri yapının ve ışın benzeri bir desenin varlığını doğruladı. Ayrıca, ışın benzeri senkronizasyon bölgelerindeki boşlukları tespit ederek teorik tahminleri daha da doğruladılar.


Bu buluş, Dr. Boscolo ve işbirlikçileri tarafından daha önce yayınlanan ve solunum-soliton lazerlerini karmaşık senkronizasyon ve kaotik dinamikleri keşfetmek için mükemmel bir platform olarak ortaya koyan çalışmalara dayanmaktadır. Dış etkilere veya bağlı osilatörlere dayanan geleneksel sistemlerin aksine, bu lazerler bu davranışları incelemek için bağımsız bir ortam sağlar.


Dr. Boscolo şunları söyledi: "Bu keşif, doğrusal olmayan sistemleri anlamamızda büyük bir sıçramayı temsil ediyor.


"Bu karmaşık senkronizasyon modellerini deneysel olarak teyit ederek, çeşitli fiziksel sistemlerdeki olağandışı senkronizasyon fenomenlerine ilişkin daha fazla araştırma yapılmasına kapı açıyoruz."


Bulguların, sinirbilim, telekomünikasyon ve hatta uzay bilimi gibi alanları etkileme potansiyeline sahip birçok disiplinde geniş etkileri olması bekleniyor. Senkronizasyon bölgelerini manipüle etme yeteneği, tıbbi teşhis, sinyal işleme ve optik iletişimde yeni gelişmelere yol açabilir.

Kaynak: Aston University