理论物理研究所

刘宗华:自适应多层网络上的爆炸性同步

发布日期: 2015-07-20   作者:  浏览次数: 389

  国际著名物理期刊Physical Review Letters 114, 038701  (2015)近期发表了我系刘宗华教授课题组的研究成果“Explosive Synchronization in Adaptive and Multilayer  Networks”,并被选为PRL Editors'  Suggestion文章。文章创新性地设计了多层网络的模型,研究了统计物理中的核心问题之一----复杂网络的同步化转变。  考虑到现实世界中的网络往往是相互作用、相互影响的,比如电网与因特网的相互作用导致的级联或雪崩效应等,因此有必要将上述结果拓展到多层网络的情形。为此目的,作者考虑了如下图(左)所示的双层网络,并令虚线所连的节点对之间有相互作用,而没有相连的节点对之间则没有相互作用。令上层网上节点的序参量控制下层网上对应节点的行为,同时下层网上的节点的序参量控制上层网上对应节点的行为。


  研究结果令人惊奇:这种自适应控制可导致双层网络上的一级相变,即再现了多层网络上的雪崩行为,如上图(右)所示,其中R为同步化序参量,λ为耦合强度。该论文对这种跳变行为给出了理论解释。这个结果有助于理解大规模电网的级联效应、癫痫病发作、及金融危机的爆发等现象的微观机制。  刘宗华课题组(管曙光、邹勇、周杰及学生等)在此课题上已经取得了一系列的结果,分别发表在物理学主流期刊PRL 114, 038701  (2015),PRL 112, 114102 (2014),Sci.Rep.4 : 5200 (2014),Sci.Rep.4,  7262 (2014),Europhys. Lett. 108, 50003 (2014),PRE 88,  010802(R) (2013),及Europhys. Lett. 103, 48004 (2013)上。

论文原文地址:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.038701