相互耦合 Thomas 振子的集体运动：空间分离的涡旋运动与涡流扩散

在这封信中，我们报道了关于两个在动态环境中具有线性/非线性耦合的相互耦合 Thomas 振子的集体动力学的数值研究。我们声称我们的模型计算能够解释流体中相互作用粒子的扩散。在普通流体中，粒子间频繁的动量传递使流体中的粒子以相关的时间行为一起运动。在诸如这样的动态环境中相互作用粒子的扩散是一种非平衡现象，并且类似于模型中观测到的瞬态混沌动力学。对动力学性质与同步化的详细研究揭示，对于两类定性不同的系统参数区间，耦合系统在安定于混沌或极限环吸引子之前会经历一段瞬态混沌区间。线性扩散耦合等价于弱动量传递，导致常规的动力学与同步化。正弦非线性耦合，即谐波动量传递，产生异常的动力特征。当吸引子为混沌或不稳定瞬态吸引子时，同步化的性质为完全同步（定向运动）。相反，对于极限环，它要么是滞后、反滞后，要么是空间滞后。在此类情形下，扩散是由于粒子在平动之上通过瞬态混沌进行踩踏以及涡流/涡旋运动所致。此外，状态空间中两个粒子的轨迹类似于一种手性现象。