chaostheorie Vereenvoudigd: Volg gewoon de stuiterende druppel

twee onderzoekers hebben een opvallend eenvoudig model van chaotisch gedrag gecreëerd, waarin variaties in initiële omstandigheden zo verstrikt raken en vergroot worden door de dynamiek van het systeem dat de uitkomst onvoorspelbaar willekeurig lijkt te zijn. Het team, toen gevestigd aan het Massachusetts Institute of Technology (M. I. T.), deed dit door een klein druppeltje op een zeepfilm te stuiteren, met behulp van een goedkope luidspreker om de miniatuurtrampoline te besturen.fysicus Tristan Gilet, toen een gaststudent aan het M. I. T. van de Universiteit van Luik in België, en John Bush, een M. I. T. wiskundige, waren geïntrigeerd door recente “mooie experimenten die kijken naar druppeltjes die op een vloeistofbad stuiteren”, zegt Bush. Een van deze experimenten, die Gilet coauteur was, toonde druppels zweven en zelfs rollen over een oliebad zonder te vallen in.wat de onderzoekers die deze experimenten uitvoerden niet konden doen, zegt Bush, ” was de stuiterende dynamiek bijzonder goed beschrijven, omdat het complexer is—ze moeten de stroom in de druppel beschrijven, in het onderliggende bad en in de tussenliggende luchtlaag.”Om het systeem te vereenvoudigen, Bush en Gilet besloten om het bad af te zien en te kijken naar het gedrag van druppels op een film.wat ze ontdekten was dat het gedrag van de druppel nauwkeurig werd beschreven door een enkele wiskundige vergelijking, een zuivere overeenkomst tussen observatie en theorie die Bush vrij zeldzaam noemt. “Een eenvoudige vergelijking beschrijft het systeem precies,” zegt Bush. “Typisch in de natuurkunde heeft men een divergentie tussen experimenten en theorie.door de vibratie van de film te controleren met een speaker van $100, konden de onderzoekers de periodiciteit of cyclische aard van de bounce van de druppel moduleren. En door de amplitude van de vibratie van de film te verhogen, zegt Bush, kunnen Hij en Gilet de periode “langer en langer en langer maken, en uiteindelijk wordt het zo lang dat het effectief oneindig wordt en overgaat in een chaotische staat.”Met andere woorden, op dat moment wordt het stuiteren in wezen onvoorspelbaar, als eventuele onzekerheden in de oorspronkelijke staat overnemen. chaostheorie, zegt Bush, is ” echt gewoon een verklaring van gebrek aan precisie op de initiële voorwaarden van een systeem. Dus tenzij je de exacte beginvoorwaarden van een systeem kent, zal elke onzekerheid worden versterkt en verlies je voorspellende kracht.”Dergelijke chaotische systemen spelen een rol bij het beschrijven van financiële markten en weerpatronen, zoals in het beroemde vlindereffect, waarbij het slaan van de vleugels van een vlinder theoretisch genoeg atmosferische verstoring kan veroorzaken om latere weersresultaten aanzienlijk te veranderen.Matthew Hancock, een postdoctorale fellow in biomedical engineering aan het Brigham And Women ‘ s Hospital in Boston, die niet mede-auteur was van het artikel, maar wiens input Bush en Gilet erkennen in de eindnoten, zegt de studie “beschrijft een uiterst elegant voorbeeld van een chaotisch systeem, dat binnenkort in leerboeken zou moeten verschijnen.Hancock prijst de onderzoekers voor het neerkoken van de studie van de chaostheorie tot een duidelijke en aantoonbare vorm. “Meestal wordt chaos bestudeerd in vergelijkingen die een grove vereenvoudiging van een fysiek systeem zijn,” zegt hij. “Hier komt het voort uit een exacte beschrijving van de dynamiek.”

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.