Stimulerende resonans med to meget forskellige kræfter

Bredt studeret på mange forskellige områder, 'ikke -lineære' systemer kan vise overdrevent dramatiske reaktioner, når de kræfter, der får dem til at vibrere, ændres. Nogle af disse systemer er følsomme over for ændringer i selve parametrene, der definerer deres drivkræfter, og kan beskrives godt ved hjælp af matematiske ligninger. Disse 'parametriske' oscillatorer er tidligere blevet bredt undersøgt, men indtil videre, få undersøgelser har undersøgt, hvordan de vil reagere på flere drivkræfter. I ny forskning offentliggjort i EPJ B , Dhruba Banerjee og kolleger ved Jadavpur University i Kolkata undersøger denne sag detaljeret for første gang. De viser, at nogle parametriske oscillatorer kan få genlyd, når de indstilles af en høj kørefrekvens, så de matcher en separat, langt lavere frekvens.

Da ikke -lineære oscillatorer kan findes på tværs af en lang række felter, fra kvantemekanik til klimamodellering, opdagelsen kunne sætte forskere med mange forskellige baggrunde i stand til bedre at forstå de systemer, de arbejder med. I deres undersøgelse, Banerjees team brugte både simuleringer og eksperimenter til at undersøge adfærden hos 'bistabile' oscillatorer, som kan vende mellem to stabile vibrationstilstande. At gøre dette, de udsatte et bistabilt parametrisk system for to meget forskellige kørefrekvenser:en høj, den anden langt lavere.

Banerjee og kolleger foretog deres beregninger ved hjælp af 'forstyrrelsesteori, 'der finder omtrentlige løsninger på komplekse problemer, startende fra nøjagtige løsninger på lignende, men enklere problemer. Gennem denne teknik, de viste, at styrken af ​​et bistabilt parametrisk systems højfrekvente drivkraft er varieret, det er matematisk forudsigeligt, ikke -lineært svar på en separat, lavfrekvent drivkraft varierer igen. Vigtigere, dette betyder, at den højere frekvens styrke kan indstilles, så oscillatorens frekvens matcher den for lavfrekvente drivkraft, får det til at give genlyd. Opdagelsen kan åbne nye muligheder for fremtidige undersøgelser af, hvordan ikke -lineære oscillatorer reagerer i en lang række situationer.