A interação de ondas viajantes em sistemas dissipativos, sistemas físicos movidos pela dissipação de energia, pode produzir resultados inesperados e às vezes caóticos. Essas ondas, conhecido como pulsos dissipativos (DSs), estão conduzindo estudos experimentais em uma variedade de áreas que envolvem fluxos de matéria e energia.
No jornal Caos , os pesquisadores estudaram as colisões entre três tipos de DSs para determinar o que acontece quando essas ondas viajantes interagem. "Pretendíamos descobrir se era possível obter um comportamento caótico espacialmente localizado ao colidir pulsos que são regulares no espaço e no tempo, "disse Orazio Descalzi, um autor no papel.
Descalzi e o colega Helmut Brand usaram duas equações de Ginzburg-Landian complexas cúbicas acopladas (CQCGLEs) para modelar colisões de DSs estacionários e oscilantes em velocidades diferentes. CQCGLEs são equações matemáticas que outros pesquisadores têm usado por quase três décadas para estudar DSs, e podem ser derivados da difusão da reação ou equações hidrodinâmicas. “É o modelo mais simples possível para tais fenômenos, "Disse Descalzi.
DSs foram observados em convecção de fluido binário em carros, sistemas ópticos como lasers de alta potência e fenômenos biológicos como movimento celular. "Recentemente, a importância de estruturas dissipativas localizadas para superfícies de corrosão em eletroquímica foi demonstrada, "Disse Descalzi.
Pulsos em colisão podem interagir de várias maneiras, dependendo de fatores como a velocidade de propagação do pulso. Em velocidades mais baixas, pulsos interpenetram ou formam estados limitados, Descalzi explicou. Em velocidades mais altas, DSs em colisão sofrem aniquilação parcial ou, sob certas condições, explodir. "Explosões são períodos irregulares de rápido crescimento que são seguidos por um colapso repentino do perfil inicial, "Disse Descalzi.
Em seu estudo, os pesquisadores observaram 10 tipos diferentes de interações DS, incluindo interpenetração, estados de limite estacionário, estados limitados oscilantes, e DSs explosivos. Os pesquisadores ficaram surpresos ao observar a explosão de DSs porque os tipos de pulsos em colisão não eram do tipo que normalmente explode. "Observamos que pulsos regulares foram transformados em pulsos explosivos, "Disse Descalzi. Outro resultado inesperado foi a criação de um estado de limite oscilante com duas frequências de dois DSs com uma colisão de frequência.
Esses resultados abordam a transição de DSs regulares para o comportamento caótico localizado durante a colisão, e relatar comportamentos complexos anteriormente não descritos. As descobertas do estudo também apontam para possíveis caminhos de pesquisas futuras. Fora da óptica não linear, onde DSs explosivos foram observados, os estudos foram limitados a DSs estacionários. Os autores observam que os sistemas de estudos ópticos não lineares podem ser modificados para estudar experimentalmente as colisões de vários DSs para testar as previsões em seu estudo.
