science >> Wetenschap >  >> Fysica

Natuurkundigen met groene vingers schatten de boomspanningssnelheid in willekeurige netwerken

Schema van het willekeurige netwerkmodel. Krediet:Springer

Netwerken worden vaak beschreven als bomen met overspannende takken. Hoe de boom vertakt, hangt af van de logica achter de uitbreiding van het netwerk, zoals willekeurige uitbreiding. Echter, sommige aspecten van dergelijke willekeurig groeiende netwerken zijn invariant; met andere woorden, ze vertonen dezelfde kenmerken, ongeacht de schaal van het netwerk. Als resultaat, het hele netwerk heeft dezelfde vorm als een of meer van zijn delen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ B , Fei Ma van de Northwest Normal University in Lanzhou, Provincie Gansu, China, anc-collega's berekenen het totale aantal opspannende bomen in willekeurig groeiende netwerken. Deze methode kan worden toegepast op het modelleren van schaalvrije netwerkmodellen, die, zoals het blijkt, worden gekenmerkt door kleine wereldeigenschappen. Dit betekent, bijvoorbeeld, dat leden van het netwerk slechts zes graden van scheiding vertonen, zoals de meeste mensen in onze samenleving.

Eerder, een aantal netwerkmodellen is gebaseerd op grafieken die bestaan ​​uit een aggregatie van hoekpunten met verbindingsranden. Maar ze waren niet voldoende om echte netwerken te modelleren, zoals netwerken van gebruikers van sociale media. In plaats daarvan, complexe netwerken, waar het netwerk willekeurig wordt gemaakt, zijn de steunpilaren geworden van de informatica en de moderne discrete wiskunde. Met behulp van gegevens van echte netwerken, en voortbouwend op de ervaring die is opgedaan met kunstmatige netwerken die zijn gecreëerd om rekening te houden met specifieke functies, de auteurs ontwerpen meer realistische modellen die complexer zijn dan hun voorgangers.

In dit onderzoek, de auteurs richten zich op het ontwikkelen van een recursieve methode voor het berekenen van het aantal opspannende bomen in een netwerk, wat vooral handig is voor het voorspellen van het vermogen om fouten te tolereren die willekeurig optreden. Het kunnen vinden van het aantal opspannende bomen in netwerkmodellen heeft implicaties voor verschillende wetenschappelijke gebieden, zoals toegepaste wiskunde, theoretische informatica, Natuurkunde en scheikunde.