反应-扩散系统中的螺旋波混沌现象：现象、机制和转变
摘要：螺旋波傲慢（Spiral wave chimeras, SWCs）是一种新型动力学模式，它结合了螺旋波和幻国状态的特性，并且是由于系统动力学的自发对称性破缺而出现在时空系统中。在产生SWC时，常规的观点是动力学元素应按非局域方式耦合。因此，通常认为SWC在只有局域耦合的一般反应扩散（RD）系统中是不存在的。然而，我们通过一个实验可行的三成分FitzHugh-Nagumo型RD系统模型展示了，即使系统元素是局域耦合的，在参数空间中仍然可以观察到稳定的SWCs。我们探索了SWCs的特性，并从耦合振荡器的角度分析了其潜在机制。我们还研究了从SWC到不连贯状态的转变，并发现SWCs通常在两种情景下不稳定，即核心破裂和核心扩展。前者表现为单个非同步核进一步连续分裂为若干个小非同步核，后者则特征为单个非同步核连续扩展到整个空间。值得注意的是，在核心扩展的情景中，系统可能发展成一个有规则的螺旋波嵌入在完全无序背景中的有趣状态。这个状态被称为“shadowed spirals”，从一个新的角度展示了时空系统中不连贯和连贯状态的共存，因此扩展了对幻国状态的传统概念。我们的研究为在RD系统中观察到SWCs提供了肯定的答案，并为实验中实现SWCs铺平了道路。
作者：Bing-Wei Li, Yuan He, Ling-Dong Li, Lei Yang, and Xingang Wang
论文ID：2012.00983
分类：Pattern Formation and Solitons
分类简称：nlin.PS
提交时间：2021-04-14