非线性科学 > 混沌动力学
[提交于 2025年5月21日
]
标题: 关于旋转台球和混沌的一点注记
标题: A Note on Spinning Billiards and Chaos
摘要: 我们研究了内部自由度——特别是自旋——对台球系统经典动力学的影响。尽管传统研究将台球建模为经历镜面反射的点粒子,我们将这一范式扩展到有限尺寸效应和角动量,并引入了一个无量纲的自旋参数$\alpha$来表征惯性矩。通过在圆形、矩形、椭圆和 Sinai 几何结构下的数值模拟,我们分析了由此产生的轨迹,并通过最大李亚普诺夫指数量化混沌程度。令人惊讶的是,我们发现即使在经典的混沌几何结构中,自旋也能使动力学规律化:对于广泛的$\alpha$范围,在椭圆和 Sinai 桌面上,李亚普诺夫指数在晚期时间消失,表明混沌被抑制。这一效果通过相空间分析得到了证实,该分析显示了邻近轨迹的非指数发散。我们的结果表明,内部结构可以定性地改变系统的动力学图景,可能作为一种更广泛背景下的混沌抑制机制。
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