基于排列熵的吸引型哈姆顿-米德模型特征化

哈姆顿-米德（HMF）模型是一种长程相互作用模型，表现出与相变相关的准稳态状态。这些准稳态状态的寿命随系统中粒子数的增大而发散。这些状态在相空间中表现为均匀或非均匀结构。这些状态之间的相变传统上通过其平均磁化来表征。然而，磁化在时间上也会围绕其平均值出现波动，这可以作为准稳态种类的指示器。因此，我们通过磁化时间序列及其波动，使用信息度量——即排列熵和复杂性-熵平面来特征化HMF模型的准稳态状态。排列熵是一种用于特征化具有动态和观测噪声的混沌时间序列的度量，计算和概念上都很简单。对于非均匀准稳态，排列熵显示HMF模型趋向有序，而磁化波动揭示了时间上的简化结构。相反，均匀准稳态趋向无序，磁化波动的结构随初始磁化值的增大而增大。在本研究的所有案例中，HMF模型表现为低熵值但最高可能的复杂性值。因此，HMF模型可被描述为一种混沌的、确定性的和间歇性的系统。这与该模型在相空间中的前期研究一致。结果表明，HMF模型可通过磁化波动的排列熵和复杂性-熵平面来理解和解释。