Synchronizacja, w której dwa różne systemy oscylują w identyczny sposób, leży u podstaw wielu zjawisk obserwowanych w przyrodzie. Czy systemy chaotyczne mogą również synchronizować się ze sobą? W nowym badaniu naukowcy przeanalizowali tzw. układ Rosslera. Jest to dobrze znany chaotyczny system, który m fizycy zajmowali się od ok. 40 lat. Patrząc na niego z nowej perspektywy, badacze odkryli nowe zjawiska, które do tej pory były pomijane.
Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie zmierzyć ziarnistość, która prowadzi od zaburzeń do synchronizacji. Odkryli w ten sposób nowy rodzaj synchronizacji między systemami chaotycznymi. W przeciwieństwie do wcześniej stosowanych metod, ta nowa, zwana synchronizacją topologiczną, porównuje struktury systemów. System chaotyczny jest zatem badany na poziomie jego struktury, przyjmując bardziej globalne podejście do określania procesu synchronizacji.
„Układy chaotyczne, choć nieprzewidywalne, wciąż posiadają globalną organizację zwaną dziwnym atraktorem” – powiedział Nir Lahav. „Każdy chaotyczny system przyciąga swój unikalny, dziwny atraktor. Przez synchronizację topologiczną rozumiemy, że dwa dziwne atraktory mają tę samą organizację i struktury, a na początku procesu synchronizacji małe obszary na jednym dziwnym atraktorze mają taką samą strukturę drugiego atraktora. Oznacza to, że są one już zsynchronizowane z innym atraktorem, a pod koniec procesu wszystkie obszary jednego dziwnego atraktora będą miały strukturę drugiego i uda się osiągnąć całkowitą synchronizację topologiczną.”
Dzięki tej nowo zdefiniowanej lokalnej synchronizacji, naukowcy pokazują, że stan jednego systemu można wywnioskować z pomiarów drugiego, nawet przy braku globalnej synchronizacji. Badacze obecnie wykorzystują swoje odkrycia, aby spróbować zrozumieć, w jaki sposób samoorganizacja może pojawić się w innych złożonych systemach natury, takich jak ludzki mózg.
[Źródło: phys.org; grafika: Nir Lahav]
Czytaj też: Nowy mechanizm aktywujący system odpornościowy przeciwko rakowi
