Dinamiche interne riproducibili di Stefano Iubini
Stefano Iubini ci segnala un suo lavoro recente sulla dinamica di sistemi non-lineari in presenza di forzanti caotiche, in collaborazione con Università degli Studi di Firenze e Universitaet Postdam.
La risposta di un sistema dinamico nonlineare a un segnale forzante caotico è tipicamente anch’essa una dinamica caotica. Tuttavia si possono incontrare due situazioni distinte:
- il sistema segue fedelmente (in modo riproducibile) la forzante esterna, pur essendo la forzante e la risposta entrambe irregolari;
- il sistema produce una risposta irregolare ma irriproducibile: una replica del sistema anche solo impercettibilmente perturbata e sottoposta al medesimo segnale evolve in maniera completamente diversa.
Dinamiche riproducibili (in nero) per una coppia di oscillatori con frequenze nel modello di Kuramoto. Le combinazioni con dinamica non riproducibile sono colorate dal giallo al marrone in relazione al grado di irriproducibilità.
In un sistema complesso, ciascun costituente microscopico evolve sottoposto all’influenza di tutti gli altri costituenti, molto spesso schematizzabile come un segnale altamente irregolare o addirittura caotico. Tale evoluzione è riproducibile o non riproducibile? In modelli di reti di oscillatori nonlineari si sono recentemente individuate alcune condizioni per osservare dinamiche riproducibili o non riproducibili di singoli costituenti o gruppi di essi. A differenza dell’ esempio iniziale, riconducibile ad un fenomeno di sincronizzazione tra oscillatore e forzante esterna, in questo caso non vi è nessuna forzante esterna.
Gruppi sufficientemente numerosi di costituenti con dinamiche individuali riproducibili generano irrimediabilmente delle dinamiche collettive non riproducibili.
Bibliografia: T. Matteuzzi, F. Bagnoli, M. Baia, S. Iubini, A. Pikovsky arXiv:2501.00079 (2025)
