Terminologia della dinamica
Bistabilità è un termine dinamico che si riferisce al fenomeno di due stati di equilibrio stabili in un sistema, corrispondenti a due minimi locali della curva di energia potenziale,separati da una barriera potenzialeIl sistema può passare da uno stato all'altro di potenziali barriere sotto l'influenza di energia esterna ed è comunemente utilizzato in settori quali gli interruttori meccanici e la regolazione biochimica.
Questo fenomeno è utilizzato come unità di memorizzazione binaria nei circuiti digitali ed è applicato a dispositivi come i trigger Schmitt; nei sistemi biologici,processi quali la differenziazione cellulare e l'apoptosi sono regolati attraverso meccanismi di feedback positivo. se si forma l'asse dorsal-ventrale dello sviluppo dell'embrione della mosca [2-3]; in ingegneria meccanica viene utilizzato per ottimizzare i dispositivi di riduzione delle vibrazioni,come le trappole di energia non lineari bistabili che migliorano le prestazioni di isolamento attraverso potenziali transizioni di pozzo [4-5]. Matematicamente, può essere descritta da un modello di equazione differenziale, come $ dot {y}=y (r-y ^ 2) $, che mostra una biforcazione supercritica.Le condizioni per la generazione includono un feedback positivo, filtraggio del segnale e regolazione dell'inibizione della crescita [1].
Dallo sviluppo della dinamica non lineare nel XX secolo, la teoria bistabile è stata estesa a campi come la modellazione climatica e la neuroscienza.La rottura della simmetria nelle reti cerebrali può indurre varietà bistabili, e le modifiche dei parametri di accoppiamento possono portare a una separazione allo stato stabile [6-7].Il campo dell'ingegneria ha approfondito la sua comprensione del meccanismo di stoccaggio dell'energia bistabile attraverso l'analisi della biforcazione, calcolo della soglia del caos e altri metodi, promuovendo applicazioni come il controllo delle vibrazioni e la cattura di energia [8-10].
Definizione di base
trasmissione
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In termini di energia potenziale, un sistema bistabile ha due minimi di energia potenziale locali, con un massimo locale tra di loro.che è "accesa" o "spenta" ma non si trova tra le due.
In un campo di forza conservativo, la bistabilità si basa sul fatto che ci sono tre punti di equilibrio per l'energia potenziale, due dei quali sono estremamente piccoli e uno estremamente grande.Attraverso discussioni matematiche, si sa che il valore massimo deve essere tra due valori minimi. Una particella allo stato di base si trova in uno dei due punti di equilibrio, in quanto questo corrisponde all'energia minima.Il valore massimo può essere visto come una barriera tra loro.
Se un sistema ottiene abbastanza energia di attivazione per attraversare una barriera (rispetto alla formula di Arrhenius negli esempi chimici), allora può passare da uno stato energetico minimo a un altro.Dopo aver raggiunto il limite, il sistema entrerà in un altro stato energetico minimo dopo un tempo di rilassamento.
La Bistabilità è ampiamente utilizzata nei dispositivi elettronici digitali per memorizzare dati binari.Un dispositivo bistabile memorizza dati binari a 1 bit sotto forma di uno stato che rappresenta "0" e l'altro stato che rappresenta "1"La vista vista si riferisce alla distribuzione di dispositivi visivi specifici.ci sono due stati di trasmissione di risonanza stabile tra questi dispositiviLa bistabilità può verificarsi anche in sistemi biochimici, producendo uscite digitali e commutabili da concentrazioni e reazioni chimiche prolungate.La bistabilità è generalmente associata a fenomeni di isteresi
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