Un rezultat romanesc recent arata posibilitatea de a controla semnale haotice, dar si de a le amplifica. Amplificarea unui semnal haotic poate avea aplicatii extrem de folositoare.
Dinamica haotica a fost dintotdeauna prezenta in biologie, fizica, chimie sau sociologie si oamenii de stiinta au incercat mereu sa inteleaga matematica ce descrie aceste sisteme, in speranta unui posibil control ulterior. Un rezultat recent arata posibilitatea de a controla semnale haotice, dar si de a le amplifica. Desi acest lucru ar parea total de nedorit (nimeni nu doreste sa amplifice nivelul de zgomot dintr-un circuit de exemplu), o analiza mai detaliata ar putea sa sugereze ca amplificarea unui semnal haotic poate avea aplicatii extrem de folositoare.
Teoria haosului s-a impus, incepand cu anii ’80, ca o teorie a complexitatii. Oamenii de stiinta au fost surprinsi sa constate ca sisteme care pot fi descrise matematic extrem de simplu (si a caror analiza detaliata se poate face folosind un calculator de mana!), duc, in anumite conditii, la o dinamica extrem de complicata. Una dintre caracteristicile cele mai importante ale sistemelor haotice este faptul ca sunt extrem de dependente de conditiile initiale. Acest fapt este foarte bine ilustrat in urmatoarea afirmatie: bataia de aripi a unui fluture in Tokyo face ca un uragan sa apara in New York.
La inceput, cercetatorii au fost intrigati de aceste fenomene si, probabil, si putin speriati, astfel ca a aparut un domeniu care se ocupa cu controlul sistemelor haotice. La inceput s-a incercat controlul de tip “bang-bang”, care, dupa cum si numele sugereaza, implica forta bruta. Cu timpul, insa, s-a constatat ca exista modalitati de control mai delicate, care sunt intrinseci sistemelor haotice. Una dintre aceste modalitati se numeste sincronizare. Cum nimic nu este nou sub soare, cercetatorii au realizat ca aceasta sincronizare a unor oscilatori (haotici sau nu) a fost observata in urma cu 400 de ani de Cristiaan Huygens, care a vazut ca pendulele unor ceasuri care se aflau pe acelasi perete incep dupa un timp sa oscileze in faza.
Exista o miriada de modalitati matematice ce asigura sincronizarea unor sisteme haotice. Majoritatea acestor rezultate au radacinile in munca unor cercetatori americani de la inceputul anilor ’90, Louis Pecora si Thomas Carroll. Desi aceasta metoda si-a gasit multi admiratori, precum si aplicatii practice, nu toate metodele sunt analitice (care se bazeaza pe formule) si implica un grad foarte mare de dependenta de insusi sistemul haotic (simetrie, dimensionalitate).
Pe acest fundal stiintific, articolul recent din Physica Review Letters al lui Ioan Grosu, in colaborare cu un grup de experimentalisti indieni, prezinta o metoda riguroasa matematic ce poate determina termenii exacti ce sunt necesari unei sincronizari intre doua sisteme haotice. Rezultatul se bazeaza pe idei mai vechi ale autorului (care este profesor de fizica la Facultatea de Bioinginerie a Universitatii de Medicina si Farmacie din Iasi) in domeniul controlului sistemelor neliniare. Ideile sale matematice au fost transpuse in practica (circuite electronice) de catre un grup de ingineri indieni, si rezultatele analitice si numerice sunt confirmate de cele electronice.
Din punct de vedere fundamental, rezultatul este major, deoarece prezinta o metoda de determinare analitica, deci riguroasa, a termenului care trebuie adaugat unui sistem haotic pentru a il sincroniza cu altul. Dar ceea ce face ca aceasta metoda sa fie interesanta pentru viitor este faptul ca ea s-ar putea folosi la amplificarea semnalelor utilizate in comunicatia fara fir (wireless) pe distante scurte (aceasta fiind componenta necesara in asa-numitele “case inteligente” sau “habitaturi inteligente”). Comunicarea folosind semnale haotice ar asigura securitatea procesului de identificare. Din moment ce amplificatoarele liniare sunt limitate in frecventa, iar spectrul unui semnal haotic este aproape continuu, solutia propusa sugereaza o metoda intrinseca de amplificare. [www.stiinta.info]