Fisicamente, sistemas biológicos e tecnológicos, o tempo que os componentes de um sistema levam para influenciar uns aos outros pode afetar a transição para a sincronização, uma descoberta importante que melhora a compreensão de como esses sistemas funcionam, de acordo com um estudo conduzido pela Georgia State University.

Os pesquisadores desenvolveram fórmulas analíticas que os ajudaram a chegar a essas conclusões. Suas descobertas são publicadas no jornal Relatórios Científicos .

A sincronização é comum em muitos sistemas osciladores naturais e artificiais, onde função considerável emerge como resultado de comportamentos cooperativos de muitos elementos interagindo nos sistemas. Exemplos de sistemas de sincronização incluem neurônios no cérebro, células marcapasso cardíaco, grilos cantando ritmicamente, os aplausos do público em salas de concerto e lasers semicondutores. Nestes sistemas, elementos interagindo, também chamados de osciladores, têm seus próprios ritmos, mas as interações podem levar a um ritmo comum. Os atrasos de interação, que estão sempre lá em qualquer sistema real devido à velocidade finita do movimento dos sinais, tempos de processamento e outros fatores, pode modificar o ritmo final. Este estudo analisa como isso acontece.

"A intensidade da interação e os atrasos podem mudar a forma como a sincronização aparece e se desenvolve, "disse o Dr. Mukesh Dhamala, professor associado do Departamento de Física e Astronomia e Instituto de Neurociências do estado da Geórgia. "A história do sistema faz uma diferença na sincronização. Este artigo analisa os efeitos dos atrasos na intensidade crítica da interação necessária para alcançar a sincronização dos osciladores acoplados. As transições de sincronização nos lembram das transições de fase de primeira e segunda ordem comumente estudadas em física estatística.

"Essas descobertas podem ser úteis para dar sentido às oscilações de rede observadas experimentalmente, por exemplo, as oscilações neurais no cérebro em que o tempo de atraso de condução entre duas regiões conectadas varia de alguns a dezenas de milissegundos. Uma transição suave ou abrupta para a sincronização pode ser útil para distinguir uma função cerebral normal (por exemplo, decisão perceptiva) de uma disfunção (por exemplo, ataque epiléptico). "

Neste estudo, os pesquisadores introduziram atrasos de tempo e mudaram a força de acoplamento entre os osciladores para entender as transições para e fora da sincronização abrupta. Eles descobriram que o atraso de tempo não afeta o ponto de transição para sincronização abrupta quando a força de acoplamento é diminuída de um estado sincronizado, mas o atraso de tempo pode deslocar o ponto de transição quando a força de acoplamento é aumentada de um estado não sincronizado.