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Synchronous motion in systems with linear, yet nonreciprocal interactions

Räth, Christoph und Laut, Ingo und Haslauer, Michael (2019) Synchronous motion in systems with linear, yet nonreciprocal interactions. meco44: 44th Conference of the Middle European Cooperation: Key Challenges in Statistical Physics, 2019-05-01 - 2019-05-03, Kloster Seeon, Deutschland. (nicht veröffentlicht)

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Kurzfassung

Synchronization of oscillatory subsystems is a widespread phenomenon in science. It is argued that the presence of nonlinearities is a necessary prerequisite for synchronization. Here, we study synchronization in complex plasmas consisting of microparticles in addition to the plasma. The particles can form 2D crystalline structures. They can melt via mode-coupling instability (MCI), which is a consequence of the effective nonreciprocal interactions. Synchronized particle motion during MCI-melting of 2D plasma crystal was experimentally observed. To disentangle the effects of nonlinearity and nonreciprocity on the emergence of synchronization, we solved numerically the nonlinear and the linearized system. Analyzing the synchronization with a new order parameter reveals that a linearized version of the interaction model exhibits the same synchronization patterns as the full, nonlinear one. Further, theoretical considerations show that nonreciprocal interactions among particles generally provide a mechanism for the selection of dominant wave modes causing the system to show synchronized motion. Thus, we demonstrate numerically and analytically that also linear systems can synchronize and that the nonreciprocity of the interaction is the more decisive property for a n-body system to synchronize.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128378/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Synchronous motion in systems with linear, yet nonreciprocal interactions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Räth, ChristophChristoph.Raeth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laut, IngoIngo.Laut (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haslauer, Michaelforschungsgruppe komplexe plasmenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:nicht veröffentlicht
Stichwörter:synchronization, nonreciprocal interactions, complex plasmas
Veranstaltungstitel:meco44: 44th Conference of the Middle European Cooperation: Key Challenges in Statistical Physics
Veranstaltungsort:Kloster Seeon, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:1 Mai 2019
Veranstaltungsende:3 Mai 2019
Veranstalter :Department of Physics, LMU Munich
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Datenanalyse (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Räth, Christoph
Hinterlegt am:15 Jul 2019 07:52
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:31

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