주요 논문
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Article
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2025Coherence enhanced by detrained oscillators: Breaking π -reflection symmetry
Hyunsuk Hong, Jae Sung Lee, Hyunggyu Park
IF 3.2 (2025)
Chaos An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science
우리는 각 발진기가 두 개의 결합된 위상 변수를 가지는 일반화된 Kuramoto 모델을 연구하며, 이는 최소 스웜알레이터(swarmalator) 시스템을 나타낸다. 각 위상 변수에 연관된 고유진동수들 사이의 완전한 상관관계를 가정할 때, π-반사 대칭을 붕괴시키는 한정된 진동 운동(bounded oscillatory motion)으로 특징지어지는 새로운 동역학적 모드를 확인한다. 이러한 대칭 붕괴는 전역적(글로벌) 응집성을 향상시키고, 각 변수에서의 서로 다른 정렬 정도를 특징으로 하는 비자명한 혼합 상태를 초래한다. 수치 시뮬레이션은 전이의 성격을 포함한 전체 위상도(phase diagram)에 대해 우리의 해석적 예측을 확인해준다. 본 연구 결과는 탈조된(detrained, 동역학적) 발진기들이 전역 동기화를 촉진할 수 있는 근본 메커니즘을 밝혀내며, 고전적 Kuramoto 패러다임을 넘어 연성 결합 동역학 시스템 전반에 대한 폭넓은 통찰을 제공한다.
https://doi.org/10.1063/5.0304615
Coherence (philosophical gambling strategy)
Symmetry breaking
Bounded function
Symmetry (geometry)
Phase (matter)
Kuramoto model
Coupling (piping)
Topology (electrical circuits)
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Article
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인용수 2
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2024Validity of annealed approximation in a high-dimensional system
Jaegon Um, Hyunsuk Hong, Hyunggyu Park
IF 3.9 (2024)
Scientific Reports
본 연구는 고정된(quenched) 결합 무질서를 가지는 조밀한 네트워크로 특징지어지는 고차원 시스템에서 결합된-평균(annealed) 근사의 적합성을, 결합된 발진기 모델을 사용하여 조사한다. 우리는 조밀-네트워크 시스템을 지배하는 동역학 방정식이 열역학적 극한에서 완전 그래프(complete-graph) 버전의 방정식으로 수렴함을 보이며, 이때 결합 무질서의 요동이 완전히 소멸함을 확인한다. 따라서 요동이 감쇠된 annealed-네트워크 시스템 역시 열역학적 극한에서 동일한 동역학 거동을 나타낸다. 그러나 비동조(무질서) 위상에서는 유한 크기 거동이 정상상태 패턴을 결정하는 데 핵심적인 역할을 하면서, 중요한 불일치가 발생한다. 이러한 불일치를 명시적으로 설명하기 위해, 경쟁적 끌림과 반발 결합을 받는 동일한 발진기들을 중심으로 연구한다. 조밀 네트워크의 비동조 위상에서 우리는 무작위의 불규칙한 상태의 나타남을 관찰한다. 반면 annealed 근사는 상반된 동조성을 가진 두 개의 발진기 군집이 공존하며 질서 매개변수가 소멸하는 대칭적(규칙적) 비동조 상태를 산출한다. 본 연구 결과는, 특히 무질서 위상에서는 조밀 네트워크 시스템에서도 annealed 근사를 신중하게 사용해야 함을 시사한다.
https://doi.org/10.1038/s41598-024-57323-4
Thermodynamic limit
Statistical physics
Coherent potential approximation
Limit (mathematics)
Focus (optics)
Physics
Complex system
Phase (matter)
Mathematics
Condensed matter physics
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Article
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인용수 38
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2023Swarmalators with thermal noise
Hyunsuk Hong, Kevin O’Keeffe, Jae Sung Lee, Hyunggyu Park
IF 3.5 (2023)
Physical Review Research
우리는 시간 동기화뿐 아니라 공간을 통해 군집(스워밍)하는 이동형 위상 오실레이터인 스워멀레이터(swarmalators) 집단을 조사한다. 우리는 일차원 고리(one-dimensional ring) 위에서 열 잡음의 영향을 받는 동일한 스워멀레이터의 -유형 모델에 초점을 맞춘다. 우리는 네 가지의 서로 다른 집단 상태를 밝혀내었으며, 그중 일부는 초산파리목(식초 장수), 정자 등 실제 세계의 스워멀레이터의 거동을 포착한다. 이들 가운데 가장 흥미로운 것은 다른 두 상태의 성질을 혼합한 ``혼합 상태(mixed state)''이다. 우리는 푸리에 모드 분석(Fourier mode analysis)으로부터 높은 정확도를 갖는 포괄적인 위상 다이어그램을 제시하며, 이는 수치 시뮬레이션 결과와 매우 잘 일치한다. 우리의 모델은 자기동기화와 자기조립이 상호 의존적으로 동시에 일어나는 열 시스템을 위한 다루기 쉬운 장난감(토이) 모델로서 기능한다.
https://doi.org/10.1103/physrevresearch.5.023105
Computer science
Noise (video)
Focus (optics)
Population
sync
Swarm behaviour
Mode (computer interface)
Thermal
Statistical physics
Phase diagram
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Article
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인용수 26
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2022Swarmalators on a ring with distributed couplings
Kevin O’Keeffe, Hyunsuk Hong
IF 2.4 (2022)
Physical review. E
우리는 공간을 통해 군집하는 위상 발진기의 일반화인 동일한 ‘swarmalators(스웜알레이터)’의 단순 모델을 연구한다. 운동을 일차원(1D) 고리에 국한하고, 분포된(비동일한) 결합을 고려한다. 이 두 효과의 조합은 보다 현실적인 이차원 swarmalator 모델의 한 측면을 포착한다. 우리는 이를 분석적으로 서술하는 몇 가지 집단 상태를 발견한다. 이러한 상태는 아세트산 장구벌레(vinegar eels), 촉매 미소영양자(catalytic microswimmers) 및 준-1D 고리 위에서 운동하는 기타 swarmalators의 거동을 모방한다.
https://doi.org/10.1103/physreve.105.064208
Ring (chemistry)
Simple (philosophy)
Physics
Phase (matter)
Swarm behaviour
Space (punctuation)
Phase space
Collective behavior
Statistical physics
Theoretical physics
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Article
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인용수 10
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2022First-order like phase transition induced by quenched coupling disorder
Hyunsuk Hong, Erik A. Martens
IF 2.9 (2022)
Chaos An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science
우리는 X Y 모델 유형의 발진기 집단의 집단적 동역학을 조사하며, 이러한 발진기들은 양(+) 또는 음(-)의 값을 무작위로 선택한 비분리형 상호작용을 통해 전역적으로 결합되어 있고, 온도 T에 의해 제어되는 열잡음의 영향을 받는다. 우리는 T = 0에서 계가 비동기 상태에서 완전 동기 상태로의 불연속적이며 1차 상전이와 유사한 위상 전이를 보임을 발견하였다. 열잡음이 존재할 때(T > 0)에는 비동기에서 부분적 동기로의 전이가 연속적이며, 임계 역치가 결정론적 경우(T = 0)에 비해 더 크게 나타난다. 우리는 유한한 발진기에 대한 안정성 분석뿐 아니라 열역학적 극한(N → ∞)에 대해서도, 그래프온(graphons)을 이용한 엄밀한 평균장 이론에 기초하여, 결정론적 경우와 확률적 경우에서 비동기 발진에서 동기 발진으로의 임계 전이에 대한 정확한 공식을 도출한다. 이는 이질적인 그래프 구조에 대해 유효하다. 우리의 이론적 결과는 광범위한 수치 시뮬레이션에 의해 지지된다. 주목할 점은, 여기서 고려한 유형의 무작위 결합이 유발하는 동기화 역치가 각 발진기 노드에 대해 입력 또는 출력 강도가 균일하다고 가정한 연구들에서 발견된 역치와 동일하다는 것이다[H. Hong and S. H. Strogatz, Phys. Rev. E 84(4), 046202 (2011); Phys. Rev. Lett. 106(5), 054102 (2011)]. 이는 이러한 계들이 동기화 발현에 대해 ‘보편적(universal)’ 성격을 보인다는 점을 시사한다.
https://doi.org/10.1063/5.0078431
Statistical physics
Thermodynamic limit
Phase transition
Physics
Coherence (philosophical gambling strategy)
Coupling (piping)
Separable space
Population
Kuramoto model
Quantum mechanics