Группа исследователей из Болгарии и США обнаружила в диссипативных физических системах новый вид хаоса – двойной временный хаос (doubly transient chaos). Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества. По словам ученых, открытый ими хаос может быть довольно распространенным.

Диссипативными называются физические системы, которые со временем теряют энергию. Примером таких систем могут служить механические системы с трением.

Термин «хаос» применительно к физическим системам, вообще говоря, не имеет строгого определения. Считается, что хаотическая система должна сильно зависеть от начальных условий. То есть, при малом их изменении она способна демонстрировать совершенно разное поведение.

Важным эффектом в хаотических системах является наличие аттрактора в пространстве состояний системы (такое пространство называется в физике фазовым). Это множество, на которое со временем наматываются траектории системы. Часто аттракторы оказываются самоподобными, то есть фракталами.

В рамках работы ученые рассматривали магнитный маятник, то есть маятник, на который действуют магнитные силы, гравитация, а также сила сопротивления воздуха. Со временем, без притока энергии извне, движения маятника останавливается.

Оказалось, что

в таких системах количество траекторий, наматывающихся на аттрактор, меняется со временем. Из-за этого привычного для хаотической динамики объекта нет, но есть некоторая фракталообразная структура с некоторой степенью самоподобия (она изображена на иллюстрации к новости).

По утверждению исследователей,

описанное ими поведения является типичным и может встречаться в моделях химических реакций, эволюции двойных звезд и многих других.

Рис. 1. Пример фрактала-аттрактора.