Vino si tu pe pagina de Facebook pentru o stire de stiinta, explicata simplu, in fiecare zi!
Pagina de Facebook!
În fiecare zi, o nouă fotografie din universul nostru fascinant împreună cu o explicaţie scrisă de către un astronom profesionist: Astronomy Picture Of the Day
   
Fizica Povestita

I
Fizica Povestita

Control romanesc de haos

Autor: 7

Dinamica haotică a fost dintotdeauna prezentă în biologie, fizică, chimie sau sociologie şi oamenii de ştiinţă au încercat mereu să înţeleagă matematica ce descrie aceste sisteme, în speranţa unui posibil control ulterior. Un rezultat recent arată posibilitatea de a controla semnale haotice dar şi de a le amplifica. Deşi acest lucru ar părea total de nedorit (nimeni nu doreşte să amplifice nivelul de zgomot dintr-un circuit de exemplu), o analiză mai detaliată ar putea să sugereze că amplificarea unui semnal haotic poate avea aplicaţii extrem de folositoare.

Teoria haosului s-a impus începând cu anii ”80, ca o teorie a complexităţii. Oamenii de ştiinţă au fost surprinşi să constate că, sisteme care pot fi descrise matematic extrem de simplu (şi a căror analiză detaliată se poate face folosind un calculator de mâna!), duc în anumite condiţii la o dinamică extrem de complicată. Una dintre caracteristicile cele mai importante ale sistemelor haotice este faptul că sunt extrem de dependente de condiţiile iniţiale. Acest fapt este foarte bine ilustrat în următoarea afirmaţie: bătaia de aripi a unui fluture în Tokyo face ca un uragan să apară în New York.

La început, cercetătorii au fost intrigaţi de aceste fenomene şi probabil şi puţin speriaţi, astfel că a apărut un domeniu care se ocupă cu controlul sistemelor haotice. La început s-a încercat control de tip "bang-bang", care, după cum şi numele sugerează, implică forţa brută. Cu timpul însă s-a constatat că există modalităţi de control mai delicate, care sunt intrinsici sistemelor haotice. Una dintre aceste modalităţi se numeşte sincronizare. Cum nimic nu este nou sub soare, cercetătorii au realizat că această sincronizare a unor oscilatori (haotici sau nu) a fost observată în urmă cu 400 de ani de Cristiaan Huygens, care a văzut că pendulele unor ceasuri care se aflau pe acelaşi perete încep după un timp să oscileze în fază.

Există o miriadă de modalităţi matematice ce asigură sincronizarea unor sisteme hoatice. Majoritatea acestor rezultate au rădăcinile în munca unor cercetători americani de la începutul anilor ”90, Louis Pecora and Thomas Carroll. Deşi această metodă şi-a găsit mulţi admiratori precum şi aplicaţii practice, nu toate metodele sunt analitice (care se bazează pe formule) şi implică un grad foarte mare de dependentă de însuşi sistemul haotic (simetrie, dimensionalitate).

Pe acest fundal stiintific, articolul recent din Physica Review Letters al lui Ioan Grosu, în colaborare cu un grup de experimentalişti indieni, prezintă o metodă riguroasă matematic care poate determina termenii exacţi ce sunt necesari unei sincronizări între două sisteme haotice. Rezultatul se baseaza pe idei mai vechi ale autorului (care este profesor de fizică la Facultatea de Bioinginerie a Universităţii de Medicină şi Farmacie din Iaşi) în domeniul controlului sistemelor neliniare. Ideile sale matematice au fost transpuse în practică (ciruite electronice) de către un grup de ingineri indieni, şi rezultate analitice şi numerice sunt confirmate de cele electronice.

Din punct de vedere fundamental, rezultatul este major deoarece prezintă o metodă de determinare analitică, deci riguroasă, a termenului care trebuie adăugat unui sistem haotic pentru a ilsincroniza cu altul. Dar ceea ce face că această metodă să fie interesantă pentru viitor este faptul că ea s-ar putea folosi la amplificarea semnalelor folosite în comunicaţia fără fir (wireless) pe distanţă scurte (această fiind componenta necesară în aşa numitelor "case inteligenţe" său "habitaturi inteligente"). Comunicarea folosind semnale haotice ar asigura securitatea procesului de identificare. Din moment ce amplificatoarele liniare sunt limitate în frecvenţă, iar spectrul unui semnal haotic este aproape continuu, solutia propusă sugerează o metodă intrinseca de amplificare. [www.stiinta.info]

Abonează-te la newletter:

Caută în site



Formular de contact

Advertisment ad adsense adlogger