宏观超低损耗悬浮中的非线性动力学与费米-波斯塔-乌拉姆-青松复现
应用物理
2025-10-13 v1
摘要
当宏观系统受非线性相互作用控制时，可显示从持续振荡到熵守恒性破裂迹象的丰富行为。非线性长期被视为精密系统的烦扰，日益被认识为通向新物理范式的入口。虽然此类动力学在光学和原子物理中已广泛研究，但宏观系统鲜有长期相干性和非线性控制的关联，仍是探索根本非线性过程的未开发平台。本文报告了在毫米尺度悬浮介质石英粒子中观察到的长期振荡动力学，显示出非线性模式耦合特征、最大 Lyapunov 指数为 0.0095 s^-1，并伴随部分能量复现现象——这些现象强烈类似于费米-波斯塔-乌拉姆-青松物理。我们观察到的耗散率低于 4×10^{-6} Hz，受限于在非线性动力学环境下测量耗散的能力。我们估算出室温下的内在加速度灵敏度为 62×10^{-12} g/√Hz。该磁悬台由静止的永磁体构成，无需外部电源或主动反馈。我们的发现为在感知、信号处理和统计力学中利用非线性动力学开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2510.09490,
title = {Nonlinear Dynamics and Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou Recurrences in Macroscopic Ultra-low Loss Levitation},
author = {Mehrdad M. Sourki and Wisdom Boinde and Ali N. Amiri and Mahdi Hosseini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09490},
year = {2025}
}