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Extreme synchronization transitions
DOI:10.1038/s41467-025-59729-8.png)
摘要
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在自然和人工系统中,过渡点标志着有序性的突然变化,因此对于理解系统的整体特征至关重要。受近期实验观测的启发,本文揭示了一类有趣的耦合振荡器中的过渡现象,即极端同步过渡,从异步无序状态过渡到具有几乎完全有序相位的同步状态。尽管这种过渡看似不连续或爆炸性的相变,但它表现出明显不同的特征。首先,该过渡已经在包含N个单元的有限系统中发生,因此构成了一种多维系统的有趣分岔,而非仅在热力学极限N→∞下才出现的真正相变。其次,同步有序参数在跨越临界耦合强度后立即从N^(-1/2)量级的中间值跃升至极其接近1的值,即其理论最大值。我们解析地解释了耦合复杂化Kuramoto振荡器中此类极端过渡的内在机制。极端过渡也可能在其他耦合振荡器系统以及某些渗流过程中发生。在应用中,其出现会影响我们在生物和工程系统中确保或防止强有序形式的能力。
Keyword:
EXPLOSIVE PERCOLATION
PHASE-TRANSITIONS
KURAMOTO
PHYSICS
期刊
IF:
15.7
论文数:
9.3W
被引数:
91.2W

