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Ce papier propose un modèle mathématique simple décrivant le mouvement induit par l'appariement de particules actives et passives dans un système bidimensionnel, où l'analyse théorique et les simulations numériques révèlent des régimes de trajectoires variés (droites, circulaires ou en slalom) et une bifurcation dépendante de l'auto-propulsion.
Cette étude démontre, par des simulations numériques et des expériences physiques, que deux oscillateurs de Lorenz chaotiques couplés peuvent présenter simultanément des phénomènes de résonance de cohérence et d'anti-cohérence déterministes en dessous du seuil de synchronisation complète, où la dynamique hyperchaotique associée à l'intermittence on-off est observée.
Cette première partie d'une revue en deux volets examine les modèles phénoménologiques et microscopiques décrivant la réponse des systèmes biologiques à la température, en mettant l'accent sur les courbes de performance thermique et les grandeurs opérationnelles associées, tout en soulignant les limites des modèles microscopiques à capturer les effets coopératifs.
Ce deuxième article examine les mécanismes au niveau des réseaux qui génèrent des réponses émergentes à la température, en montrant comment les modèles déterministes et stochastiques transforment la dépendance de type Arrhenius des réactions individuelles en des comportements complexes tels que la compensation thermique et les limites thermiques au niveau du système.
Le papier présente GradNet, un cadre d'optimisation basé sur le gradient qui inverse le paradigme traditionnel de la science des réseaux en démontrant comment la dynamique fonctionnelle et les contraintes de ressources façonnent spontanément des architectures de réseau optimales pour divers objectifs, allant de la synchronisation à la distribution d'intrication quantique.
Cet article identifie un nouveau mécanisme de « pseudo-cohérence » dans les systèmes stochastiques linéairement stables, où l'amplification pseudospectrale non normale génère une organisation temporelle collective intermittente et irréversible sans oscillateurs intrinsèques ni bifurcations.
Cet article propose une généralisation à d dimensions du modèle de Kuramoto sur des réseaux à poids matriciels, démontrant que la solution synchrone est localement stable pour toute force de couplage positive sur un réseau connecté, sous réserve de conditions d'identité des matrices de fréquence et de cohérence structurelle.
Cette étude analyse un modèle unidimensionnel d'un disque de camphre auto-propulsé perturbé par une source locale, démontrant par des simulations et des solutions analytiques que la vitesse du rotor présente une asymétrie marquée selon qu'il s'approche ou s'éloigne de la perturbation.
Ce papier développe un modèle mathématique basé sur la dynamique des réplicateurs pour expliquer comment les mécanismes de rétroaction sociale positive ou négative provoquent des transitions de phase discontinues ou continues entre la conformité et la désobéissance collective, offrant ainsi des pistes théoriques pour renforcer l'ordre social.
Cet article présente des motifs de synchronisation de clusters actifs et inactifs coexistants dans des réseaux complexes, générés par la rupture de symétrie de clusters identiquement synchronisés sans nécessiter de symétries structurelles, et analyse leur stabilité en fonction de la force de couplage et des poids inter-clusters.
Cette étude révèle que la frustration induit l'émergence spontanée de divers états dynamiques collectifs, tels que des états de type « bump » et des états chimère, dans des réseaux adaptatifs de Winfree à couplage pulsé, sans nécessiter de force externe, grâce à une plasticité de type Hebbien.
Cette étude révèle que des réseaux d'oscillateurs pendulaires adaptatifs régis par des règles d'apprentissage de type Hebbien ou STDP peuvent générer spontanément des états solitaires et des chimères sans délai ni couplage non local, en démontrant que la seule variation du déphasage suffit à induire ces comportements collectifs complexes.
Cet article présente la validation expérimentale d'une machine de rupture spontanée de symétrie sur un petit système de référence, ainsi que des simulations numériques démontrant sa capacité à identifier un état extrêmement stable pour des problèmes d'optimisation combinatoire à grande échelle comme K2000.
Cet article propose un cadre d'étude sur la collision de nuages mobiles se déplaçant en sens inverse, démontrant que leur redirection après l'impact dépend de l'existence d'un état synchronisé de vitesse stable et validant ces résultats théoriques par des simulations d'agents et de robots.
Cette étude explore comment la géométrie cachée des réseaux complexes, formés d'agrégats de triangles, influence la dynamique de l'inversion des spins dans les nanoassemblages, révélant que l'équilibre entre les interactions par paires et celles basées sur les triangles modifie les boucles d'hystérésis et induit une criticalité auto-organisée dans le bruit de Barkhausen sans désordre magnétique.
Cette étude démontre comment la géométrie cachée et les interactions d'ordre supérieur dans des complexes simpliciaux 5-cliques influencent la synchronisation collective et le comportement d'hystérésis des oscillateurs de phase, révélant que les architectures spécifiques du réseau peuvent favoriser des groupes localement synchronisés qui entravent la synchronisation globale.
Cet article établit une preuve de stabilité de Lyapunov et propose un réseau de neurones à base physique de type port-Hamiltonien (pH-PINN) pour analyser et apprendre la synchronisation chaotique de neurones memristifs, en démontrant la convergence des erreurs et la préservation de la structure dissipative du système.
Cette étude révèle que l'interaction entre le couplage et le renouvellement des composants dans un système d'oscillateurs conduit à deux transitions distinctes : une désynchronisation et un arrêt stochastique des oscillations qui nécessite une intensité suffisante des deux mécanismes.
Cette étude analyse la multistabilité d'un réseau d'oscillateurs en anneau avec hétérogénéité de fréquence et déphasage, démontrant comment ces paramètres influencent la taille des bassins d'attraction des états synchronisés et permettant de proposer une méthode de contrôle pour orienter le système vers un état spécifique.
Cet article développe une méthode de réduction de phase pour les systèmes de réaction-diffusion avec un délai discret, permettant d'analyser la sensibilité de phase et d'optimiser la synchronisation des oscillateurs spatiaux étendus, comme démontré sur le système de Schnakenberg.