La interacción de ondas viajeras en sistemas disipativos, sistemas físicos impulsados ​​por la disipación de energía, puede producir resultados inesperados y, a veces, caóticos. Estas olas conocidos como pulsos disipativos (DS), están impulsando estudios experimentales en una variedad de áreas que involucran flujos de materia y energía.

En el diario Caos , Los investigadores estudiaron las colisiones entre tres tipos de DS para determinar qué sucede cuando estas ondas viajeras interactúan. "Teníamos la intención de averiguar si se podía obtener un comportamiento caótico localizado espacialmente mediante la colisión de pulsos que son regulares en el espacio y el tiempo, "dijo Orazio Descalzi, un autor en el papel.

Descalzi y su colega Helmut Brand utilizaron dos ecuaciones de Ginzburg-Landian complejas cúbico-quínticas acopladas (CQCGLE) para modelar colisiones de DS estacionarios y oscilantes a diferentes velocidades. Los CQCGLE son ecuaciones matemáticas que otros investigadores han utilizado durante casi tres décadas para estudiar los SD, y pueden derivarse de reacciones de difusión o ecuaciones hidrodinámicas. "Es el modelo más simple posible para tales fenómenos, "Dijo Descalzi.

Se han observado DS en la convección de fluidos binarios en automóviles, sistemas ópticos como láseres de alta potencia y fenómenos biológicos como el movimiento celular. "Recientemente, Se ha demostrado la importancia de las estructuras disipativas localizadas para las superficies de corrosión en electroquímica. "Dijo Descalzi.

Los pulsos en colisión pueden interactuar de varias formas, dependiendo de factores como la velocidad de propagación del pulso. A velocidades más bajas, los pulsos se interpenetran o forman estados ligados, Descalzi explicó. A velocidades más altas, Los DS en colisión sufren una aniquilación parcial o, bajo ciertas condiciones, explotar. "Las explosiones son períodos irregulares de rápido crecimiento que van seguidos de un colapso repentino del perfil inicial, "Dijo Descalzi.

En su estudio, los investigadores observaron 10 tipos diferentes de interacciones DS, incluida la interpenetración, estados ligados estacionarios, estados límite oscilantes, y DS explosivos. Los investigadores se sorprendieron al observar la explosión de DS porque los tipos de pulsos que chocan no eran del tipo que normalmente explota. "Observamos que los pulsos regulares se transformaban en pulsos explosivos, "Dijo Descalzi. Otro resultado inesperado fue la creación de un estado límite oscilante con dos frecuencias de dos DS con una frecuencia colisionando.

Estos resultados abordan la transición de los DS normales a un comportamiento caótico localizado durante la colisión, e informar sobre comportamientos complejos no descritos anteriormente. Los hallazgos del estudio también apuntan a posibles vías de investigación futuras. Fuera de la óptica no lineal, donde se han observado DS explosivos, los estudios se han limitado a los SD estacionarios. Los autores señalan que los sistemas de estudios de óptica no lineal podrían modificarse para estudiar experimentalmente las colisiones de varios DS para probar las predicciones en su estudio.