מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' שמואל פישמן
פיסיקה
הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2012-2016

הכאוטיות של תהליכים פיזיקליים דטרמיניסטיים

לתהליכים אקראיים יש מאפיינים כאוטיים, כלומר רגישות רבה לתנאי התחלה. מטרת מחקר זה היא לפתח תיאור סטטיסטי של מערכות פיזיקליות שמבחינת כמה מתנאי ההתחלה שלהן הן כאוטיות

נכתב ע''י שמואל פישמן, 15 אוק 2016

מערכות רבות בטבע פועלות בהתאם לחוקים ידועים, אך עם זאת הן רגישות מאוד לתנאי ההתחלה, כך שקשה מאוד לחזות את התנהגותן למשך פרקי זמן ארוכים. מערכות כאלה מכונות "כאוטיות", ודוגמה מובהקת למערכת המכילה מרכיבים כאוטיים היא מזג האוויר, שלא לחינם קשה מאוד לחזותו על פני טווח זמן ניכר. למעשה, התנהגותן של מערכות כאוטיות דומה למדי להתנהגותם של תהליכים אקראיים, למשל מערכות המשמשות להימורים כמו מטבע או קובייה. אם נעיין בדוגמה המובהקת ביותר של תהליך אקראי, הטלת מטבע, נבחין גם כאן – אם נביט בהטלת מטבע בודדת – במאפיינים כאוטיים: על אף שהמטבע נשמע לחוקי המכניקה הרגילים, תוצאת ההטלה נראית אקראית כיוון ששינוים קטנים מאוד במיקום ומהירות של המטבע ברגע הזריקה משנים בצורה משמעותית את התוצאה. מטיל המטבע איננו שולט במיקום ובמהירות ההתחלתיים שלו בצורה מדויקת, ולכן איננו יכול לחזות את התוצאה של זריקה בודדת. לעומת זאת, אם הוא מטיל מספר גדול מאוד של מטבעות כאלה, התוצאות יתחלקו באופן שווה בין צד אחד לצדו השני של המטבע – כלומר, עבור מטבע סטנדרטי ההסתברות לכל תוצאה הינה חצי. זוהי דוגמה לכך שתוצאה סטטיסטית (על איזה צד ייפול המטבע) הינה פשוטה, כאשר חיזוי התוצאה של ניסוי בודד (זריקה בודדת של המטבע) הוא כמעט בלתי אפשרי, בגלל מאפייניו הכאוטיים. במחקר שלנו פיתחנו תיאור סטטיסטי של מערכות כאשר עבור תנאים התחלתיים מסוימים (כמו מיקום ומהירות המטבע בתחילת הזריקה בדוגמה של המטבע) התנועה כאוטית ועבור תנאים אחרים היא סדירה (ניתנת לניבוי). במקרה שלנו בתחום בין התנועה הכאוטית לסדירה ישנם מבנים שנראים כמו מבוך. ההתנהגות ארוכת הטווח נקבעת על ידי ההסתבכות במבוך זה. הראינו כי עבור מקרים מסוימים הסטטיסטיקה המתארת את זמן ההילכדות במבוך זה אינה תלויה במאפיינים הספציפיים של המערכת. התוצאות רלוונטיות עבור הבנה של התנהגות אטומים בטמפרטורות מאוד נמוכות המדורבנים על ידי לייזר, כאשר כיוון התנועה שלהם משתנה בצורה כאוטית.

פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

כאוס
קורלציות
שימור אנרגיה
תהליכים אקראיים
מכניקה
פורסם בתאריך - 25-פברואר-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום