Когерентное поведение

Cтраница 1

Когерентное поведение и статистические свойства лазерного излучения обсуждаются более детально в разд. В дальнейшем изложении приводятся только качественные результаты, которые должны послужить пониманию основополагающих представлений. Ниже порога выходящее из лазерного резонатора излучение обладает тем же статистическим характером, что и тепловое излучение, а именно имеет место гауссово распределение комплексных амплитуд Е в каждой моде. Амплитудные вклады в этом случае распределены нормально, тогда как фазы распределены равномерно. [1]

Именно когерентное поведение ( совместное действие) элементов диссипативных структур ( диссипативная структура - структура, возникающая в открытых, неравновесных системах) является тем катализатором, который характеризует процессы самоорганизации. [2]

Тем самым мы приходим к следующему определению: отбором называется особая форма когерентного поведения подсистем ( сортов) сложной системы. Она встречается в том случае, когда в результате конкурентной ситуации между способными в принципе к существованию подсистемами ( сортами) возникает процесс, ведущий к исчезновению по крайней мере одной из подсистем ( сортов) или класса подсистем. [3]

Множество пространственных и временных масштабов, на которых разыгрывается турбулентность, соответствует когерентному поведению миллионов и миллионов молекул. С этой точки зрения переход от ламинарного течения к турбулентности является процессом самоорганизации. Часть энергии системы, которая в ламинарном течении находилась в тепловом движении молекул, переходит в макроскопическое организованное движение. [4]

Имеется, однако, вторая возможность упорядочения - создание порядка вдали от равновесия, кинетическое упорядочение, возникновение диссипативной системы. Когерентное поведение такого рода возможно вне области стабильности состояний, характеризуемых обычным термодинамическим поведением. Критерием возможности возникновения упорядоченной диссипативной структуры является невыполнение условия устойчивости. [5]

В этих условиях на контакте появляется высокочастотный переменный ток с частотой v 2eU / h - нестационарный эффект Джозефсона. В эффектах Джозефсона проявляется согласованное, когерентное поведение электронов двух сверхпроводников, их электроны объединяются в единый квантовый коллектив. На эффектах Джозефсона создан целый ряд приборов. [6]

Применительно к трению твердых тел, которое всегда диссипа-тивно, это означает переход за некоторую критическую зону, где при больших отклонениях от равновесного состояния физические системы ведут себя, как правило, нелинейно. Именно здесь проявляются самоорганизация и когерентное поведение подсистем, выражающееся в образовании системы СИТ. [7]

С другой стороны, при переходе к предельно-развитой сдвиговой турбулентности в открытой гидродинамической системе между отдельными областями устанавливаются новые макроскопические связи ( обусловленные коллективным взаимодействием образующих ее подсистем), что повышает внутренюю упорядоченность системы по сравнению с произвольными малыми флуктуация-ми, происходящими на молекулярном уровне. При этом множество пространственно-временных масштабов, на которых разыгрывается турбулентность, соответствует когерентному поведению огромного числа частиц, с чем связано, в частности, появление на фоне мелкомасштабного турбулентного движения, упоминавшихся в начале этого параграфа, четко упорядоченных когерентных ( дисси-пативных) структур, с определенной степенью организации и формированием областей повышенной концентрации завихренности в виде вихревых трубок и вихревых слоев. Отсюда можно сделать, на первый взгляд, парадоксальное заключение, что развитое турбулентное движение, несмотря на его очень большую сложность, отвечает состоянию большей упорядоченности, чем более симметричное ламинарное движение. [8]

Задачи синергетики - теории самоорганизующихся систем как в теоретическом, так и прикладном плане связаны с разработкой единой эволюционной теории неравновесной динамики сложных динамических систем, равно приложимой к различным системам живой и неживой природы. Пригожину [1,2], переход в неравновесное состояние сложной открытой системы приводит к проявлению когерентного поведения частиц, совершенно чуждого для равновесных условий. Хакен [3] определил синергетику как теорию совместного действия множества подсистем, результатом которого на макроскопическом уровне являются новые структуры и соответствующее их функционирование с момента самозарождения новых качеств. [9]

Фазовые траектории на плоскости X, Y. [10]

Предельный цикл, представляющий незатухающие колебания, возникает независимо от начальных условий и является устойчивым и единственным. В отличие от системы Лотка - Вольтерра, имеющей бесконечное число возможных периодических движений, система (8.55) или (8.61) характеризуется когерентным поведением и не является консервативной. [11]

Используется возможность применения системы связанных дифференциальных уравнений для медленно меняющихся компонент напряженности поля, поляризации и инверсии чисел заполнения ( ниже именуемой просто инверсией) в смысле приближения вращающейся волны. При этом для случая одномодового колебания выводятся соотношения для ширины спектральной линии, выходной мощности и параметров накачки ( величина, важная для описания когерентного поведения) и получаются количественные заключения, касающиеся минимальных ширин линий. В заключение обсуждается явление, при котором в случае доплеровски уширенных линий вследствие указанной выше инверсии возникает характерная зависимость выходной мощности лазера от частоты ( лэмбовский провал), связанная со смещением моды в пределах области линии флуоресценции. [12]

Таким образом, термодинамический порог самоорганизации достигается, когда термодинамическая ветвь претерпевает первую бифуркацию. В точке бифуркации динамика системы определяется существующими в системе нелинейностями. Когерентное поведение больших ансамблей атомов или молекул становится возможным и при благоприятных условиях приводит к образованию диссипативных структур. Можно сказать также, что за термодинамическим порогом самоорганизации мы вступаем в область синергетики: огромное число степеней свободы макроскопических систем резко сокращается. Миллиарды и более молекул оказываются подчинены, если воспользоваться терминологией Хакена [1.54], небольшому числу мод. [13]

То есть Земля является мощным генератором энтропии. Этот рост скорости производства энтропии обеспечивается диссипативными структурами, существующими на нашей планете, в биосфере. Одним из основных признаков самоорганизующейся системы является когерентное поведение ее элементов. Примером когерентного поведения являются крупномасштабные течения и вихревые образования в атмосфере и океане. Для живых существ также характерно когерентное поведение, которое в этом случае обеспечивается генетическим кодом или стереотипами поведения. [14]

Теория когерентного перемагничивания, базирующаяся на динамическом уравнении Ландау-Лифшица, описана в разд. Однако при использовании аппаратуры, описанной в разд. Хорошо известно, что причиной отклонения от когерентного поведения является существование ряби намагниченности, но механизм действия ряби в настоящее время не ясен и его изучению посвящено много теоретических и экспериментальных исследований. [15]

Страницы: 1 2