Characterization of Chaotic and Homogeneous coexisting dynamics of a Memristive Thermo-Controlled MEMS
São Paulo State University (UNESP)(圣保罗州立大学);Institut de Mathématiques et de Sciences Physiques (IMSP), Université d’Abomey Calavi (UAC)(阿博美-卡拉维大学数学与物理科学研究所);IMT School for Advanced Studies Lucca(卢卡高等研究学院);Université Nationale des Sciences, Technologies, Ingénierie et Mathématiques d’Abomey(阿博美国立科学技术工程数学大学)
通过耦合HP忆阻器与机械和电谐振器,建立热控微机电系统模型,利用李雅普诺夫指数等非线性分析工具,揭示忆阻参数对振荡幅度、共振频率和非线性跃迁的影响,并探讨温度敏感性对动力学行为的调制作用。
2026-05-28 nlin.CD
An experimental analogue for memristor based Chua's circuit
本文提出了一个实际等效的平滑忆阻振荡器的动态蔡氏电路。这种方法用负电导的通量控制忆阻器代替了传统的蔡氏二极管。中心思想是设计一个实用的忆阻器为基础的电路,使用电子模拟,以绕过与实现忆阻器等效的问题。振荡的幅度和频率在电路设计中预先定义。其结果是一个强大的和灵活的电路,没有电感器,这是能够重现丰富的各种动态行为。所提出的模拟电路的成功设计和实施,产生实验的时间序列,相图和功率谱,这是由数值模拟证实。为了验证所提出的模拟电路的规则和混沌动力学,还进行了“0-1测试”。
2014-08-21 nlin.CD
Memristor Circuits for Simulating Nonlinear Dynamics and Their Periodic Forcing
在本文中,我们表明,各种各样的非线性系统,如工程,物理,化学,生物和生态系统的动态,可以模拟或建模的忆阻器电路的动态。它的优点是可以应用非线性电路理论来分析忆阻器电路的动态特性。将外部源施加到这些忆阻器电路,它们表现出复杂的行为,例如混沌和非周期振荡。如果忆阻器电路具有积分不变量,则它们可以通过正弦强制而呈现准周期或非周期行为。它们的行为很大程度上取决于初始条件、参数和数值积分的最大步长。此外,由于长时间模拟的数值不稳定性,可能会发生溢出。为了产生非周期振荡,我们必须仔细选择初始条件、参数和最大步长。我们还证明了利用忆阻器的端电压和端电流可以重构混沌吸引子。此外,在许多忆阻器电路中,有源忆阻器根据其端电压在无源和有源操作模式之间切换。我们可以通过定义操作模式的二进制编码来度量其复杂性顺序。通过使用这种编码,我们表明,在强制忆阻器Toda晶格方程,忆阻器的操作模式表现出更高的复杂性。此外,在忆阻器蔡氏电路中,忆阻器具有特殊的工作模式。
2019-02-21 nlin.CD
Topological analysis of chaotic solution of three-element memristive circuit
最近提出了具有忆阻器的最简单的电子电路。这种忆阻电路的混沌吸引子的解决方案的拓扑特征,并比较罗斯勒吸引子。
2014-08-18 math.DS nlin.CD
Nonsmooth Bifurcations, Transient Hyperchaos and Hyperchaotic Beats in a Memristive Murali-Lakshmanan-Chua Circuit
本文用三段分段线性有源通量控制忆阻器取代普通MLC电路的非线性元件蔡氏二极管,构建了忆阻Murali-Lakshmanan-Chua(MLC)电路。忆阻器的双稳态性质在电路拓扑中引入了两个不连续边界或开关流形。其结果是,电路成为一个分段光滑的二阶系统。掠动分岔,这是本质上是一种形式的不连续性引起的非光滑分岔,发生在这些边界和管理的动态电路。当忆阻器辅助电路的自振荡和外部正弦强迫的相互作用导致电路中出现拍频现象时,掠动分岔赋予它们混沌和超混沌性质。此外,该电路还存在余维5分岔和瞬态超混沌。通过构造适当的零时间不连续映射(ZDM)和Poincare不连续映射(PDM),利用时间序列图、相图、分岔图、功率谱和李雅普诺夫谱以及最近的0 - 1 K混沌检验,对掠动分岔等行为进行了数值分析.使用分段线性忆阻器模型的Multisim模拟也被用来确认一些行为。
2013-03-14 nlin.CD
Path planning for multi-quadrotor 3D boundary surveillance using non-autonomous discrete memristor hyperchaotic system
本文利用非自治离散忆阻超混沌映射和三维参数方程,为多四旋翼三维边界监视设计高不可预测性、可缩放且互不干扰的鲁棒路径规划方法。
2024-10-24 nlin.CD
A physical memristor based Muthuswamy-Chua-Ginoux system
1976年,Leon Chua证明热敏电阻可以被建模为忆阻器件。从这一点出发,我们设计了一个电路,它有四个电路元件:线性无源电感,线性无源电容,非线性电阻和热敏电阻,即非线性“局部有源”忆阻器。因此,这项工作的目的是使用物理忆阻器,热敏电阻,在Muthuswamy-Chua混沌系统(电路),而不是忆阻器仿真器。这样的电路已被建模的一个新的三维自主动力系统表现出非常特殊的属性,如从环面崩溃到混沌的过渡。然后,数学分析和详细的数值研究已经能够建立这样的过渡对应于所谓的路线Shilnikov螺旋混沌,但产生了一个“双螺旋吸引子”。
2021-05-02 math.DS nlin.CD
A simple method to enlarge a basin of attraction using a memristive function
本研究提出一种在离散动力系统中引入忆阻函数以扩大吸引盆的简单方法,通过利用大吸引盆引导轨道至目标混沌吸引子,数值模拟验证了其能显著增强吸引子稳定性。
2025-01-21 nlin.CD
Dynamical analysis of r-Chialvo neuron map with cosine memristive
Indian Institute of Technology Jodhpur(印度理工学院乔德普尔分校)
本文通过引入余弦基忆阻器构建新型二维离散神经元映射,研究电磁调制的动力学特性。该映射表现出多样化的放电模式、稳定性行为和混沌吸引子,揭示了多种分岔结构及多稳态吸引子的共存现象。
2026-05-01 math.DS nlin.CD
Classical Dissipation and Asymptotic Equilibrium via Interaction with Chaotic Systems
在弱耦合极限下,研究了一维振子与两自由度混沌系统之间的能量流。振荡器的可观测量平均超过最初的微正则系综的轨迹的混沌系统,这起着环境的振荡器的作用。我们数值计算表明,振荡器的平均能量表现出不可逆的动力学和“热”平衡在很长一段时间。我们使用线性响应理论来描述在短时间内的动力学,我们推导出一个条件的吸收或耗散的能量的振荡器从混沌系统。用统计方法解释了长时间的平衡态性质,包括平均平衡能和能量分布。我们还检查,定义的“体积熵”的温度的概念与这些能量的概念非常一致。
2005-09-23 nlin.CD
A Diffusion Model for Classical Chaotic Compound Scattering
我们认为,经典的地图先前提出的是精确的经典模拟的里德伯分子计算的近似多通道量子亏损理论。在能量高于里德堡电子阈值的情况下,分析了由此产生的经典映射,在能量非常接近这个阈值的情况下,我们发现由于守恒环面的存在,正能量有界运动的可能性以及形成复合系统的可能性,即粒子在重新出现到连续体之前被捕获很长时间的系统。复合散射在短时间内表现出不寻常的特征。扩散模型解释了这些特征。
2001-06-15 nlin.CD
Quantum decay of an open chaotic system: a semiclassical approach
我们研究的量子概率生存在一个开放的混沌系统的范Vleck-Gutzwiller传播子的框架,并提出了第一个这样的计算,占量子干涉效应。具体来说,我们计算量子偏离经典衰变后,打破和保存的时间反演对称性打破时间。这些修正的来源被确定在干扰对相关的经典轨迹。在我们的方法中,量化的混沌系统的quatum图建模。
2005-03-13 nlin.CD
Classical nonlinear response of a chaotic system: collective resonances
我们考虑混沌系统中的经典响应。与可积或几乎可积系统中的行为相反,混沌系统中的非线性经典响应在长时间内消失。响应还揭示了集体共振的某些特征,这些特征不对应于任何周期性的经典轨迹。响应的收敛性被证明是由于稳定性矩阵的指数时间依赖性。增长指数对应于强不稳定性不抑制收敛。我们计算线性和二阶响应在一个最简单的混沌系统:自由经典运动的表面上的恒定负曲率。我们证明了相关的光谱实验的应用程序的模型。
2007-02-12 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Exponential Divergence and Long Time Relaxation in Chaotic Quantum Dynamics
利用量子和经典猫映射动力学的相空间表示,研究了K-系统中量子-经典的对应关系:作为$\hbar \to 0$,经典的混沌行为是平稳而精确地出现的.经典极限附近的量子动力学表现出相邻分布的指数分离和长时间弛豫,这是经典混沌运动的两个特征。
1996-05-30 chao-dyn nlin.CD
On the stability of classical chaotic motion under system's perturbations
我们详细研究了混沌系统的经典保真度的时间行为。我们特别表明,渐近衰减,取决于系统的动力学性质,可以是指数,与离散化的Perron-Frobenius算子的间隙,或代数,具有相同的权力为关联函数衰减率确定。因此,保真度的衰减与相关性的衰减密切相关。
2003-01-16 cond-mat nlin.CD
Comment on "Ehrenfest times for classically chaotic systems"
在最近的Phys. Rev. E Rapid Communication中,作者Silvestrov和Beenakker介绍了一种延长完全混沌系统的时间的方法,$τ$。我们不同意他们论文中的几个陈述,并指出以下几点对他们的结论至关重要:1)并非所有混沌系统的半经典近似都在所谓的“对数时间”($τ\propto - \ln (\hbar)$)上失败,只是数值系数不同; 2)作者方程中所表达的半经典近似的局限性。(8)并不局限于他们的论点导致方程。(十二)、
2002-05-29 nlin.CD quant-ph
Attochaos I: The classically chaotic postcursor of high harmonic generation
本研究针对高次谐波产生的经典三步模型无法描述经典混沌的局限,借助动力系统工具分析一维库仑势下的运动,证实了更长时间尺度上存在经典混沌运动,拓展了阿秒物理中经典模型的适用范围。
2024-05-13 nlin.CD physics.class-ph
Semiclassical evolution in phase space for a softly chaotic system
初始相干态通过踢出的量子汉密尔顿及其相关的经典频闪映射精确传播。初始状态下的经典轨迹是规则的低踢强度,然后分叉,并成为主要的踢参数的增加混沌。时间演化跟踪使用经典,量子和半经典的维格纳函数,通过赫尔曼-克鲁克传播。定量比较也包括和概率边际和自相关函数进行。亚普朗克经典结构,如小稳定岛和薄/折叠的经典细丝确实影响半经典精度,但近似值被认为是准确的多个爱因斯坦时间。
2019-07-15 nlin.CD quant-ph
Dissipative Chaotic Quantum Maps: Expectation Values, Correlation Functions and the Invariant State
研究了耗散混沌量子映射的Wigner函数的传播子。我表明,少量的耗散减少了传播足够光滑的维格纳函数,其经典的对手,Frobenius Perron运营商,如果$\hbar\to 0$。由此产生了若干后果:不变密度矩阵的维格纳变换是经典奇异吸引子的模糊版本;时间依赖的期望值和可观测量的关联函数可以通过混合量子-经典公式来计算,其中量子特征仅通过初始维格纳函数进入。如果为后者选择一个经典的相空间分布,或者如果映射迭代足够多次,公式就完全变成经典的,并且强大的经典迹公式适用。
1999-10-11 chao-dyn nlin.CD
Chaotic delocalization of two interacting particles in the classical Harper model
研究了经典Harper模型中单粒子运动在周期势胞内绝对有界的两粒子相互作用问题。粒子间的相互作用破坏了经典运动的可积性,导致哈密顿动力学混沌的出现。在适度的相互作用和一定的能量以上的流动性边缘,这种混乱导致两个粒子的混沌推进与他们的扩散扩散蔓延在整个空间都在一个和两个维度。与此同时,粒子之间的距离仍然由一个或两个周期性的细胞,证明新的复合准粒子称为混沌的外观。混沌离域的chaons的效果是相当普遍的库仑和短程相互作用。我们认为这种离域的浑子可以在光晶格中的冷原子和离子实验中观察到。
2016-04-12 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Ehrenfest times for classically chaotic systems
本文用Berry和Balazs的半经典WKB近似描述了高斯波包的量子力学扩展。我们发现,时间尺度$τ$上,这种近似打破了混沌系统是大于以前考虑的Ekefest倍。在一维$τ=\fr{7}{6}λ^{-1}\ln(A/\hbar)$中,$λ$是李雅普诺夫指数,$A$是典型的经典作用量.
2001-11-19 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Quantum Graphs: A simple model for Chaotic Scattering
我们将量子图与无限的线索连接起来,并将它们转化为散射系统。我们表明,它们显示的所有功能,其特征量子散射系统与一个潜在的经典混沌动力学:典型的极点,延迟时间和电导分布,埃里克森波动,并在统计上考虑时,合奏的散射矩阵再现相当不错的预测适当定义的随机矩阵合奏。基本的经典动力学可以被定义,它提供了量子理论所需的重要参数。特别是,我们推导出精确的散射矩阵的表达式,和精确的轨迹公式的共振密度,在经典轨道,类似于混沌散射的半经典理论。我们使用这一点,以调查随机矩阵理论和基本的经典混沌动力学之间的连接的起源。作为一个精确的理论,由于它的相对简单,它提供了新的见解,这是在混沌散射和相关领域的研究前沿问题。
2002-07-25 cond-mat nlin.CD
Chaotic enhancement of decay. The effect of classical phase space structure
我们研究了半经典体系中含时势阱的衰变过程。经典动力学是混沌的,衰减率作为系统参数的函数表现出不规则的行为。通过研究弱混沌状态,我们能够将衰变的不规则性与经典相空间中的非线性共振联系起来。一个定量的分析预测,占数值结果。
1999-10-21 chao-dyn cond-mat nlin.CD
A semiclassical reversibility paradox in simple chaotic systems
使用半经典方法,可以在量子动力学的短波长极限中构造非常精确的近似,而这些近似完全依赖于经典动力学输入。对于经典实现是强混沌的系统,有一个非常短的对数埃克塞特时间尺度,超过这个时间尺度,系统的量子动力学和经典动力学必然会发散,然而半经典结构仍然有效,远远超过这个时间。如果我们思考量子力学和经典力学的可逆性和可预测性,这个事实会导致一个悖论。它们的行为相对于彼此非常不同,经典动力学基本上是不可逆/不可预测的,而量子动力学是可逆/稳定的。这就引出了一个问题,“如何从一个不可逆/不可预测的动力学构造一个精确的可逆/稳定动力学近似?“这种不协调的解决方案取决于几个关键因素,一个众所周知的,固有的,单向结构稳定的混沌系统和重叠积分不服从鞍点方法。
2015-09-27 nlin.CD quant-ph
Semiclassical theory of out-of-time-order correlators for low-dimensional classically chaotic systems
通过半经典展开和数值模拟,研究了低维混沌系统的无序相关器(OTOC)。OTOC的半经典扩展产生的领先的顺序贡献在$\hbar^2$,是指数增加的中间,温度依赖性,时间窗口内的时间。在这样的制度的增长率是由基础的经典系统的李雅普诺夫指数和尺度与温度的平方根。
2019-02-09 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Quantum walks with quantum chaotic coins: Of the Loschmidt echo, classical limit and thermalization
利用简单的确定性动力学系统作为硬币,研究了硬币离散时间量子行走,其经典极限可以从可积到混沌。它示出,Loschirst回声一样的保真度起着核心作用,当硬币是混乱的,这是一个经典的随机步行者的特征函数近似。因此,经典的二项分布作为量子行走的极限而出现,并且行走者在最终成为弹道之前表现出扩散增长。硬币沃克纠缠增长的时间是对数的情况下,多体局域化和耦合踢转子,并饱和到一个值,这取决于相对的硬币和沃克空间尺寸。在硬币主导的情况下,混沌可以将量子行走热化到典型的随机状态,使得纠缠在Haar平均Page值处饱和,而不像在步行者主导的情况下,似乎会产生非典型状态。
2021-01-10 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Early-Time Exponential Instabilities in Non-Chaotic Quantum Systems
经典物理学中的绝大多数动力系统都是混沌的,并表现出蝴蝶效应:初始条件的微小变化很快就会对其他地方产生指数级的影响。但这种现象很难与量子力学相调和。量子混沌领域的主要目标之一是建立经典混沌系统和量子混沌系统之间的对应关系。在不存在退相干的孤立系中,动力学中存在这样的对应关系,但它通常只在很短的时间窗口内持续存在,之后量子干涉会洗掉经典混沌。我们证明,量子力学也可以发挥相反的作用,并产生指数不稳定性的经典非混沌系统在这个早期的时间窗口。我们的计算采用了时间有序相关器(OTOC)-一个诊断,减少到李雅普诺夫指数的经典极限,但一般的量子系统定义。具体来说,我们表明,各种经典的非混沌模型,如多边形台球,其经典的李雅普诺夫指数始终为零,表现出类似李雅普诺夫指数增长的OTOC在早期与普朗克常数依赖率。这种行为与系统经典对应物中OTOC类似物的缓慢早期增长形成鲜明对比。这些结果表明,经典的量子对应动力学违反了OTOC甚至在量子干涉发展。
2019-09-19 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Environment-independent decoherence rate in classically chaotic systems
研究了经典对应为混沌的单粒子系统在弱猝灭环境中耦合演化时的退相干。这是通过在存在扰动的情况下分析评估Loschlett回声(即,在其时间演化反转时局部密度激发的复兴)来完成的。我们预测的指数衰减与(退相干)率是渐近给出的经典系统的平均李雅普诺夫指数的洛斯赫特回声,因此独立的扰动强度,在一个给定的范围内的强度。我们的结果与最近的核磁共振极化回波实验和初步的数值模拟结果是一致的。
2001-03-29 cond-mat.dis-nn nlin.CD quant-ph
Microscopic Theory for the Quantum to Classical Crossover in Chaotic Transport
本文提出了一种计算有限时间混沌弹道腔散射矩阵${\cal S}$的半经典理论。使用相空间表示加上多反弹展开,我们展示了如何刘维守恒相空间体积分解${\cal S}$为${\cal S}={\cal S}^{\rm cl} \oplus {\cal S}^{\rm qm}$。短时间,经典的贡献${\cal S}^{\rm cl}$产生确定性的传输本征值T=0或1,而量子遍历恢复的子空间内对应的长时间,随机的贡献${\cal S}^{\rm qm}$。这为两相流体模型提供了微观基础,在两相流体模型中,腔的行为就像一个经典腔和一个量子腔并行,并解释了最近的数值数据显示,在深半经典极限量子混沌输运的普遍性的崩溃。我们表明,在这个限制的Fano因子的散粒噪声功率消失,而弱本地化仍然是普遍的。
2005-03-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Classical and quantum chaotic synchronization in coupled dissipative time crystals
Università di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学)
研究经典和量子耗散时间晶格的混沌同步现象,通过分析最大李雅普诺夫指数和皮尔逊相关系数,揭示其在不同极限下的相变行为。
2026-04-07 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Signatures of Classical Diffusion in Quantum Fluctuations of 2D Chaotic Systems
我们考虑一个二维(2D)推广的标准kicked-rotor(KR),并表明它是一个很好的模型,为研究二维量子系统与潜在的扩散经典动力学。首先,我们分析了波函数强度的分布,并将它们与扩散{ \it无序}样品框架中的预测进行比较。其次,我们通过构造散射矩阵将封闭系统转化为开放系统。研究了谐振宽度${\cal P}(Γ)$和Wigner延迟时间${\cal P}(τ_W)$的分布。这些分布的形式得到不同的对称类和经典扩散动力学的痕迹被确定。我们的理论论点得到了广泛的数值计算的支持。
2004-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Fractal and chaotic solutions of the discrete nonlinear Schrödinger equation in classical and quantum systems
讨论了具有$ϕ^{4}$型势的离散非线性薛定谔方程(DNSE)的定态解,该势一般适用于几种量子自旋、电子和经典晶格系统.我们证明了在量子系统中可能出现无公度或无规则量子态形式的混沌空间结构。作为第一个(典型的)例子,我们考虑一个单电子与声子强耦合的$1D$原子链--(Rashba)-Holstein极化子模型。在绝热近似中,这个系统通常由DNSE描述。另一个相关的例子是由同一DNSE描述的层状超导体中的超导态。在许多其他应用中,经典晶格的典型例子是耦合非线性振子系统。给出了该模型在强耦合极限下的精确能谱和相应的波函数。以此为出发点,我们继续计算中等耦合的波函数,发现这些结构的波函数的能量本征值与精确的强耦合结果非常吻合。这个过程允许我们直接获得DNSE的(数值)精确解。当应用到我们的典型例子中时,我们发现电子在可变形晶格(以及其他量子或经典离散系统)上的波函数可能表现出无公度和不规则的结构。这些状态类似于经典混沌动力学中的周期、准周期和混沌结构。
2001-01-01 math-ph math.MP nlin.CD
Effects of stickiness on the quantum states of strongly chaotic open systems
本研究以受激转子标准映射为对象,探究经典粘性对强混沌开放系统量子态的影响,发现经典与量子特征量存在极佳对应,可通过放置泄漏调控量子态退局域化程度。
2024-07-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
One-body dissipation and chaotic dynamics in a classical simulation of a nuclear gas
为了理解原子核中单体耗散的起源,我们分析了经典粒子气体在具有原子核尺度的二维腔中运动的行为。这种“核”台球有多极变形的墙壁,经历周期性的形状振荡。我们证明了一个单粒子哈密顿包含粒子的运动和集体坐标之间的耦合项诱导任何多极的混沌动力学,独立于几何形状的台球。如果关闭耦合项,则恢复“壁公式”预测。我们讨论了壁运动的耗散行为及其与微观自由度动力学中有序到混沌转变的关系。
1998-10-15 chao-dyn nlin.CD nucl-th
Quantum Versus Classical Decay Laws in Open Chaotic Systems
我们分析研究了衰减混沌系统的时间演化,详细讨论了准经典区域中出现的特征时间尺度的层次结构。存在两个与衰变有关的量子时标:海森堡时间t_H和时间t_q=t_H/ \sqrt{κT}(其中κ>> 1,T分别为共振重叠度和透射系数)。当t_q < t_H时,从t_q时刻开始偏离经典衰变定律,这是由于系统的开放性。在相反的条件下,内禀演化中的量子效应在时间t_H开始影响衰变。在这种情况下,我们建立了描述开放系统中的时间演化的量与它们的封闭对应物之间的联系。
1997-10-18 chao-dyn cond-mat.mes-hall nlin.CD