Un ricercatore della Aston University ha condotto la prima dimostrazione sperimentale di comportamenti intricati e precedentemente teorizzati nei modelli fondamentali che governano i sistemi oscillatori in natura e tecnologia.
Le regioni di sincronizzazione, conosciute anche come lingue di Arnold a causa della forma che assumono quando mostrate su un grafico aiuta gli scienziati a capire quando le cose rimarranno in sincronia e quando non lo faranno.
Le lingue di Arnold sono osservate in una grande varietà di fenomeni naturali che coinvolgono quantità oscillanti, come battiti cardiaci, oscillazioni a pendolo o luci lampeggianti.
Studi teorici hanno suggerito che, sotto una forte forzatura, queste regioni potrebbero assumere forme inaspettate, tra cui motivi a foglie e spazi che rappresentano stati non sincronizzati. Fino ad ora confermare tali previsioni sperimentalmente era rimasta una sfida significativa. Il nuovo studio è la prima volta che questi comportamenti previsti sono effettivamente osservati in un sistema fisico, dimostrando che esistono davvero in natura e tecnologia.
Lo studio condotto dalla dott.ssa Sonia Boscolo dell’Aston Institute of Photonic Technologies in collaborazione con gli scienziati della Oriente Cina Normal University e l’Università della Borgogna in Francia “svelando la complessità delle lingue di Arnold in un Laser per il trasporto di respirazione” Progressi scientifici.
Il dott. Boscolo e il suo team hanno fatto le loro osservazioni usando un laser di respirazione-respiratorio, un laser a fibra ultraveloce che genera impulsi dinamici con comportamento oscillatorio. Le loro scoperte confermano l’esistenza della struttura a forma di foglia e un modello simile a un raggio, il primo precedentemente studiato solo in un modello matematico 25 anni fa. Inoltre, hanno identificato le lacune nelle regioni di sincronizzazione simili a raggi, convalidando ulteriormente le previsioni teoriche.
La svolta si basa su precedenti studi pubblicati dal dott. Boscolo e dai suoi collaboratori che hanno stabilito laser di respirazione-sollievo come piattaforma eccellente per esplorare la sincronizzazione complessa e la dinamica caotica. A differenza dei sistemi tradizionali che si basano su influenze esterne o oscillatori accoppiati, questi laser forniscono un ambiente autonomo per studiare questi comportamenti.
Il dott. Boscolo ha dichiarato: “Questa scoperta rappresenta un grande salto in avanti nella nostra comprensione dei sistemi non lineari.
“Confermando sperimentalmente questi intricati modelli di sincronizzazione, apriamo la porta a ulteriori ricerche su fenomeni di sincronizzazione insoliti attraverso vari sistemi fisici.”
I risultati dovrebbero avere ampie implicazioni in più discipline, influenzando potenzialmente campi come neuroscienze, telecomunicazioni e persino scienze spaziali. La capacità di manipolare le regioni di sincronizzazione potrebbe portare a nuovi progressi nella diagnostica medica, nell’elaborazione del segnale e nelle comunicazioni ottiche.
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