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Este artigo propõe um modelo matemático simples que descreve o movimento induzido pelo pareamento de partículas ativas e passivas em um sistema bidimensional, demonstrando através de simulações numéricas e análise teórica a existência de movimentos retilíneos, circulares e em zigue-zague, bem como uma bifurcação entre os movimentos retilíneo e circular dependendo da magnitude da autopropulsão.
Este estudo demonstra, através de simulações numéricas e experimentos físicos, que dois osciladores de Lorenz acoplados exibem simultaneamente ressonância de coerência e anti-coerência determinísticas em regimes de dinâmica hipercaótica com intermitência liga-desliga, antes de atingirem a sincronização completa.
Esta primeira parte de uma revisão de dois volumes examina modelos fenomenológicos e microscópicos para descrever como as taxas biológicas respondem à temperatura, abordando desde curvas de desempenho térmico até definições operacionais de limites e ótimos térmicos, enquanto prepara o terreno para a segunda parte, que explorará como essas respostas emergem da interação de múltiplas reações subjacentes.
Esta segunda parte do estudo examina mecanismos em nível de rede e dinâmicas emergentes que explicam como a dependência térmica de reações individuais se transforma em respostas não-Arrhenius, limites térmicos e compensação de temperatura em sistemas biológicos complexos, estabelecendo uma ponte entre curvas empíricas e a organização molecular.
O artigo apresenta o GradNet, um quadro de otimização baseado em gradientes que inverte o paradigma tradicional da ciência de redes ao demonstrar como a dinâmica funcional e as restrições de recursos moldam espontaneamente a arquitetura da rede para otimizar objetivos específicos, unificando assim a análise, o design e a inferência em diversos sistemas.
O artigo identifica um novo mecanismo chamado "pseudo-coerência", no qual sistemas estocásticos linearmente estáveis e sem osciladores intrínsecos exibem organização temporal coletiva e comportamento sincronizado devido à amplificação pseudoespectral não normal, gerando correntes irreversíveis e picos espectrais sem necessidade de bifurcações ou cruzamentos de autovalores.
Este trabalho propõe uma generalização d-dimensional do modelo de Kuramoto em redes com acoplamentos ponderados por matrizes, demonstrando que a solução síncrona é localmente estável para qualquer força de acoplamento positiva em redes conectadas, desde que as matrizes de frequência sejam idênticas e uma condição de coerência estrutural seja satisfeita.
Este estudo analisa um modelo unidimensional de um disco de cânfora autopropelido perturbado por uma fonte localizada, demonstrando através de simulações numéricas e soluções analíticas que a velocidade do rotor apresenta uma assimetria pronunciada dependendo se ele se aproxima ou se afasta da perturbação.
Este artigo desenvolve um modelo matemático que demonstra como a persistência de comportamentos de desobediência em sociedades pode sofrer transições de fase sociais, exibindo mudanças abruptas (descontínuas) sob feedback positivo e transições suaves (contínuas) sob feedback negativo, dependendo de fatores como punição institucional, sanções sociais e benefícios individuais.
Este trabalho apresenta padrões de sincronia com clusters ativos e inativos coexistindo em redes complexas sem simetrias, demonstrando que tais configurações podem surgir dinamicamente através da quebra de simetria de clusters idênticos e analisando sua estabilidade em função da força de acoplamento e pesos interclusters.
Este artigo investiga a dinâmica coletiva em redes de Winfree adaptativas e pulsadas sob influência de frustração, revelando pela primeira vez o surgimento espontâneo de estados como sincronização e aglomerados sem forçamento externo, além de caracterizar essas transições através de novos indicadores de incoerência e de uma condição analítica de estabilidade.
Este artigo investiga como regras de adaptação hebbiana e dependente do tempo de disparo (STDP) em redes de pêndulos idênticos induzem espontaneamente estados solitários e de chimera, demonstrando que a variação do parâmetro de atraso de fase é suficiente para gerar esses comportamentos coletivos complexos sem a necessidade de atrasos temporais ou acoplamentos não locais.
Este artigo relata a verificação experimental de uma máquina de quebra espontânea de simetria (SSBM) em um sistema de referência de pequena escala e descreve simulações numéricas no problema K2000, demonstrando que o dispositivo consegue explorar um único estado extremamente estável, o que representa uma vantagem significativa sobre outros simuladores.
Este trabalho desenvolve um framework para estudar colisões entre enxames que se movem em direções opostas, demonstrando que a redirecionamento após o impacto ocorre quando existe um estado sincronizado de velocidade estável e fornecendo uma aproximação de corpo rígido para analisar como as transições de espalhamento e redirecionamento escalam com os parâmetros dos enxames.
Este estudo investiga como a transição de interações em pares para interações baseadas em triângulos em nanoagregados geométricos altera a reversão de spins e a histerese, revelando que a própria geometria da rede induz criticalidade auto-organizada e frustação magnética sem a necessidade de desordem.
Este estudo investiga como a geometria oculta e as interações de ordem superior em complexos simpliciais de 5-cliques influenciam a sincronização e o comportamento de histerese de osciladores de fase, revelando que diferentes arquiteturas e acoplamentos podem gerar grupos localmente sincronizados que impedem a sincronização global.
Este artigo estabelece condições de estabilidade de Lyapunov para a sincronização caótica em neurônios de Hindmarsh-Rose com memristores, deriva uma formulação Hamiltoniana para o sistema de erro e propõe uma rede neural física-informada port-Hamiltoniana (pH-PINN) que aprende essa estrutura Hamiltoniana a partir de dados, preservando as propriedades conservativas e dissipativas do modelo.
Este artigo analisa osciladores de fase acoplados com renovação, revelando que a interação entre acoplamento e turnover induz duas transições distintas: dessincronização e um fenômeno denominado "extinção estocástica de oscilações", que ocorre apenas quando ambos os processos são suficientemente intensos.
Este artigo analisa numericamente a multistabilidade em redes de osciladores em anel com heterogeneidade de frequência e atraso de fase, investigando como esses fatores influenciam a distribuição dos bacias de atração e propondo um método de controle para direcionar o sistema a estados sincronizados específicos.
Este artigo desenvolve um método de redução de fase para sistemas de reação-difusão com atraso discreto, introduzindo uma forma bilinear e uma função de sensibilidade de fase que são validadas numericamente no sistema de Schnakenberg e aplicadas para otimizar a sincronização in-fase entre pares desses sistemas.