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http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/688| Title: | Spatio-temporal chaos in continuous-time dynamical networks |
| Authors: | Cosenza Miceli, Mario Giuseppe Eraso Ortiz, David Nicolás |
| Keywords: | Sistemas complejos Caos transitorio Redes dinámicas Complex systems Transient chaos Dynamical networks |
| Issue Date: | Dec-2023 |
| Publisher: | Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay |
| Abstract: | El caos colectivo es un comportamiento colectivo no trivial que consiste en la persistencia del comportamiento caótico a nivel macroscópico en sistemas de elementos dinámicos en interacción que poseen un comportamiento periódico individual. Este fenómeno se manifiesta por la existencia de supertransitorios caóticos en el tiempo antes de que el sistema sincronice en su atractor periódico. Investigamos el papel del rango de interacciones en la emergencia del caos colectivo en redes dinámicas espacio-temporales considerando una red en anillo de elementos acoplados con un rango variable de interacciones. Encontramos un rango crítico de alrededor del 20% del tamaño del sistema, por encima del cual no se observa caos colectivo y la red inevitablemente sincroniza en la órbita periódica de los elementos constitutivos. Descubrimos que el caos colectivo no ocurre en redes globalmente acopladas de sistemas de tiempo continuo cuando la intensidad del parámetro de acoplamiento está por debajo de cierto valor crítico. Caracterizamos el estado sincronizado de un sistema a través de una medida de la desviación estándar de los estados de los elementos. Nuestros resultados indican que la topología de conectividad de la red, así como la fuerza del acoplamiento entre los elementos, son factores cruciales para la emergencia del caos colectivo en sistemas dinámicos espacio-temporales. |
| Description: | Collective chaos is a nontrivial collective behavior consisting of the persistence of chaotic behavior at the macroscopic level in systems of interacting dynamical elements possessing individual periodic behavior. This phenomenon is manifested by the existence of chaotic supertransients in time before the system synchronizes into its period attractor. We investigate the role of the range of interactions on the emergence of collective chaos in spatiotemporal dynamical networks by considering ring network of coupled elements with a varying range of interactions. We encounter a critical range of about 20% of the system size above which no collective chaos is observed and the network invariably synchronizes in the periodic orbit of the constitutive elements. We find that collective chaos does not occur in globally coupled networks of continuous time systems when the intensity of the coupling parameter is below some critical value. We characterize the synchronized state of a system through a measure of the standard deviation of the states of the elements. Our results indicate that the topology of connectivity of the network, as well as the strength of coupling between the elements, are crucial factors for the emergence of collective chaos in spatiotemporal dynamical systems. |
| URI: | http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/688 |
| Appears in Collections: | Física |
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