De meeste mensen zien de golven van de oceaan en vragen zich vaag af waarom sommige groot en andere klein zijn — of kijken in een laaiend vuur en zijn nieuwsgierig naar wat de vlammen doet bewegen terwijl ze doen — schijnbaar zonder rijm of reden.

Voor de meesten, dit zijn voorbijgaande curiositeiten waaraan buiten het moment weinig wordt gedacht. Gewoon een mysterie van het leven. Maar voor degenen die de problemen van complexiteit en synchronisatie bestuderen, ze zijn niet tevreden met het niet begrijpen van de patronen. Ze willen schijnbaar vreemd gedrag begrijpen in de hoop het in de toekomst misschien te kunnen voorspellen.

Postdoctoraal onderzoekers Karen Blaha en Fabio Della Rossa zijn twee van zulke onderzoekers, het bestuderen van het veld dat bekend staat als synchronisatie, werkend onder Francesco Sorrentino, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan de School of Engineering van de Universiteit van New Mexico.

Ze zijn twee auteurs van een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven genaamd "Clustersynchronisatie in meerlaagse netwerken:een volledig analoog experiment met LC-oscillators met fysiek ongelijke koppeling, " die de synchronisatie onderzocht - allemaal samen of in paren - van elektronische circuits die op twee manieren communiceren - via draad of draadloos.

Co-auteurs van het papier zijn Sorrentino, Mani Hossein-Zadeh en Ke Huang, van de afdeling Electrical and Computer Engineering, en Louis Pecora van het U.S. Naval Research Laboratory.

Synchronisatie, zij leggen uit, is een eenvoudig maar complex idee dat in veel menselijke systemen voorkomt, inclusief biologie, menselijk gedrag en alle takken van wetenschap en techniek. Het begint als één actie, zoals een bliksemflits die oplicht of een persoon die klapt tijdens een concert, en gaat door als systemen worden gekoppeld of gesynchroniseerd, wat leidt tot een zwerm insecten die oplichten of een hele menigte van duizenden klappen.

Della Rossa legde uit dat een heel visueel voorbeeld van dit idee te vinden is in de Millennium Bridge in Londen, die kort na de constructie werd gevonden om "synchrone laterale excitatie" te hebben. Terwijl mensen op de brug liepen, het had een natuurlijke zwaaibeweging, waardoor mensen op de brug in de pas gingen zwaaien om het effect tegen te gaan, wat de invloed verergerde naarmate meer mensen deelnamen. Dit effect was niet voorzien door de ingenieurs die de brug ontwierpen.

Blaha en Della Rossa zeiden dat hoewel de synchronisatie van effecten in bijna alles te vinden is, van de systemen in het menselijk lichaam naar liefde (Della Rossa is de auteur van een boek genaamd Modeling Love Dynamics, die probeert wiskundige modellen toe te passen om romantische aantrekkingskracht te verklaren), het is over het algemeen niet goed bestudeerd of voorzien door wetenschappers of ingenieurs, die de niet-lineaire aspecten van het vakgebied vaak 'rommelig' vinden. Dat willen ze graag veranderen.

Met behulp van wiskundige modellering, of wat Blaha 'speelse wiskunde, " ze willen uiteindelijk modellen ontwikkelen die wetenschappers kunnen helpen synchronisatie in hun onderzoek te verklaren, wat hopelijk tot preciezere resultaten leidt.

"Veel onderzoekers willen complexiteit vermijden, maar systemen die we heel graag willen begrijpen, zoals de hersenen, vertonen een grote complexiteit, dus het is een uitdaging die we moeten aangaan, ' zei Blaha.