Besmettingsprocessen, zoals meningsvorming of ziekteverspreiding, een kantelpunt kan bereiken, waar de besmetting zich snel verspreidt of uitsterft. Bij het modelleren van deze processen het is moeilijk om deze complexe overgang vast te leggen, waardoor de omstandigheden die van invloed zijn op het kantelpunt een uitdaging zijn om te ontdekken.

In het journaal Chaos , Nicholas Landry en Juan G. Restrepo, van de Universiteit van Colorado Boulder, bestudeerde de parameters van deze overgangen door groepsinteracties van drie personen op te nemen in een besmettingsmodel dat het vatbare-geïnfecteerde-vatbare model wordt genoemd.

Bij dit model is een geïnfecteerde persoon die herstelt van een infectie, kan opnieuw worden geïnfecteerd. Het wordt vaak gebruikt om de verspreiding van zaken als griep te begrijpen, maar houdt doorgaans geen rekening met interacties tussen meer dan twee mensen.

"Met een traditioneel netwerk SIS-model, wanneer je de besmettelijkheid van een idee of een ziekte verhoogt, je ziet niet de explosieve overgangen die je vaak ziet in de echte wereld, "Zei Landry. "Het opnemen van groepsinteracties naast individuele interacties heeft een diepgaand effect op de systeem- of populatiedynamiek" en kan leiden tot kantelpuntgedrag.

Zodra de snelheid van infectie of informatieoverdracht tussen individuen een kritiek punt passeert, de fractie geïnfecteerde mensen springt explosief naar een epidemie voor voldoende hoge groepsinfectiviteit. Meer verrassend, als het besmettingspercentage na deze sprong afneemt, de besmette fractie neemt niet meteen af. Het blijft een epidemie voorbij datzelfde kritieke punt voordat het terugkeert naar een gezond evenwicht.

Dit resulteert in een lusregio waarin er al dan niet hoge infectieniveaus zijn, afhankelijk van hoeveel mensen in eerste instantie besmet zijn. Hoe deze groepsinteracties worden verdeeld, beïnvloedt het kritieke punt waarop een explosieve overgang plaatsvindt.

De auteurs hebben ook onderzocht hoe variabiliteit in de groepsverbindingen, bijvoorbeeld of mensen met meer vrienden ook deelnemen aan meer groepsinteracties, verandert de kans op omslagpuntgedrag. Ze verklaren het ontstaan ​​van dit explosieve gedrag als het samenspel tussen individuele interacties en groepsinteracties. Afhankelijk van welk mechanisme domineert, het systeem kan een explosieve overgang vertonen.

Er kunnen aanvullende parameters aan het model worden toegevoegd om het af te stemmen op verschillende processen en om beter te begrijpen hoeveel van het sociale netwerk van een persoon geïnfecteerd moet zijn om een ​​virus of informatie te verspreiden.

Het werk is momenteel theoretisch, maar de onderzoekers hebben plannen om het model toe te passen op werkelijke gegevens van fysieke netwerken en andere structurele kenmerken te overwegen die echte netwerken vertonen.