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Finite-density-induced motility and turbulence of chimera solitons

  • We consider a one-dimensional oscillatory medium with a coupling through a diffusive linear field. In the limit of fast diffusion this setup reduces to the classical Kuramoto–Battogtokh model. We demonstrate that for a finite diffusion stable chimera solitons, namely localized synchronous domain in an infinite asynchronous environment, are possible. The solitons are stable also for finite density of oscillators, but in this case they sway with a nearly constant speed. This finite-density-induced motility disappears in the continuum limit, as the velocity of the solitons is inverse proportional to the density. A long-wave instability of the homogeneous asynchronous state causes soliton turbulence, which appears as a sequence of soliton mergings and creations. As the instability of the asynchronous state becomes stronger, this turbulence develops into a spatio-temporal intermittency.

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Verfasserangaben:Lev A. SmirnovORCiD, Maxim BolotovORCiD, Dmitri Bolotov, Grigory V. OsipovORCiDGND, Arkady PikovskyORCiDGND
DOI:https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac63d9
ISSN:1367-2630
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):New Journal of Physics
Verlag:IOP
Verlagsort:London
Publikationstyp:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:28.04.2022
Erscheinungsjahr:2022
Datum der Freischaltung:10.01.2023
Freies Schlagwort / Tag:chimera; finite-size effects; soliton
Band:24
Aufsatznummer:043042
Seitenanzahl:15
Organisationseinheiten:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie
Extern / Extern
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Peer Review:Referiert
Fördermittelquelle:Publikationsfonds der Universität Potsdam
Publikationsweg:Open Access / Gold Open-Access
Lizenz (Deutsch):License LogoCC-BY - Namensnennung 4.0 International
Externe Anmerkung:Zweitveröffentlichung in der Schriftenreihe Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe ; 1291
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