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          对于费米面食乌拉姆系统问题的数学解释在1953年首次提出

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          2015年3月23日

          对于费米面食乌拉姆系统问题的数学解释在1953年首次提出

          特洛伊,纽约 - 研究人员组成的小组,率领 头头娱乐 教授 尤里·利沃夫,你已经找到了长期的费米面食 - 乌兰(FPU)问题的一种巧妙解释,在1953年首次提出,研究了世界上第一台数字计算机之一,现在被认为是实验数学的基础。

          研究,今天在发布 科学的美国国家科学院院刊,提供了如何能量足以产生通过弹簧连接质量的一个理想化的链中的一个完整的波的电平被分配到渐渐热平衡的数学解释。在这个系统中,32个块(或颗粒)只能移动向右或向左,并且在系统中的能量不能消散通过摩擦或热量。 ESTA系统,著名数学家和物理学家当中,被介绍 洛斯阿拉莫斯国家实验室 研究人员恩里科·费米,约翰面食,斯塔尼斯拉夫·乌拉姆和玛丽·辛戈作为一种手段来研究热如何在固体和金属进行。

          在研究人员提出的问题的时候,他们预计自己的数值计算就会发现,该系统达到热平衡状态 - 类似于气体展出热平衡 - 在这种能量在系统内均匀地划分在各个可能的运动(被称为“模式”)。当第一次进行模拟的数学数字积分计算机(疯子),第​​一数字计算机的一个问题,研究者们困惑地发现,多次迭代后,能在系统内定期分散,然后浓缩至97%的能源之内单一模式。 ESTA现象被称为“FPU复发”,并催生了大量的问题和研究,除了数以千计的研究论文,成为实验数学的基础。

          几十年后,使用更强大的计算机来运行仿真的时间更长的长度,能源研究人员发现,该系统最终确实在达到平衡状态,但仍保持了一个问题:如何精确ESTA是怎么回事?在论文“路由热化的α-费米 - 粘贴 - 乌拉姆系统”,由研究人员提供利沃夫古朴典雅的解释领导。

          他们的计算根据,关键在于能源的逐渐转移过程中的系统中的六种模式的巧合。当正六种模式进行交互,被转移的能量是不可逆的方式。在多次迭代,够好发六波相互作用,以及足够的能量被转移,以达到完整的热平衡。结论得到广泛ESTA数值模拟支撑。

          “我们的研究的主要方法是考虑FPU系统共振相互作用的波的集合,换句话说 - 互动波群,”利沃夫说,在数学科学教授 科学学院 头头娱乐。 “我的合作者和我曾经指出三元组,四重奏,和五元组的相互作用是可逆的;换句话说,他们不使系统更接近FPU热平衡。然而,波在sixtets的互动确实会导致能量的不可逆的转移。它需要六个不同的波的合作,以产生相互作用这是不可逆的,正因为如此,这个过程是极其微弱的速度很慢。这就是为什么需要这么长的时间接近热平衡的FPU系统“。

          利沃夫数学物理和非线性现象,特别是,内部和地表水海浪的区域的研究。这些系统可以被看作是相互作用的粒子或电磁波组成的复杂系统,它可以是整体的理论框架下描述的“波湍流理论。”利沃夫寻求进一步发展ESTA理论,用来研究发展这些系统这种复杂的。

          在利沃夫研究的共同作者在UNIVERSITA都灵在意大利的昂诺拉托和Miguel拉拉vozella;和东安格利亚大学,英国的达维德Proment。

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