Chaos in kicked ratchets

Autores
Zarlenga, Daniel Gustavo; Larrondo, Hilda Angela; Arizmendi, Constancio Miguel; Family, Fereydoon
Año de publicación
2015
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We present a minimal one-dimensional deterministic continuous dynamical system that exhibits chaotic behavior and complex transport properties. Our model is an overdamped rocking ratchet with finite dissipation, that is periodically kicked with a δ function driving force, without finite inertia terms or temporal or spatial stochastic forces. To our knowledge this is the simplest model reported in the literature for a ratchet, with this complex behavior. We develop an analytical approach that predicts many key features of the system, such as current reversals, as well as the presence of chaotic behavior and bifurcation. Our analytical approach allows us to study the transition from regular to chaotic motion as well as a tangent bifurcation associated with this transition. We show that our approach can be easily extended to other types of periodic driving forces. The square wave is shown as an example.
Fil: Zarlenga, Daniel Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; Argentina
Fil: Larrondo, Hilda Angela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; Argentina
Fil: Arizmendi, Constancio Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física; Argentina
Fil: Family, Fereydoon. University of Emory; Estados Unidos
Materia
KICKED RATCHETS
SYNCRONIZATION
CURRENT
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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description We present a minimal one-dimensional deterministic continuous dynamical system that exhibits chaotic behavior and complex transport properties. Our model is an overdamped rocking ratchet with finite dissipation, that is periodically kicked with a δ function driving force, without finite inertia terms or temporal or spatial stochastic forces. To our knowledge this is the simplest model reported in the literature for a ratchet, with this complex behavior. We develop an analytical approach that predicts many key features of the system, such as current reversals, as well as the presence of chaotic behavior and bifurcation. Our analytical approach allows us to study the transition from regular to chaotic motion as well as a tangent bifurcation associated with this transition. We show that our approach can be easily extended to other types of periodic driving forces. The square wave is shown as an example.
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