फ़ाइगेनबाउम नियतांक क्या है?

period-doubling cascade: हर bifurcation के लिए r-अंतर 4.669× कम होता है (δ)
1224364period at bifurcation rₙ3334r (Wachstumsrate)Periode

logistic map xₙ₊₁ = r·xₙ(1−xₙ) में period r≈3.0, 3.449, 3.544, 3.5644… पर दोगुना होता है। हर अंतराल पिछले से लगभग δ≈4.669 गुना छोटा है (फ़ाइगेनबाउम नियतांक)।

δ असंबद्ध भौतिक तंत्रों में भी दिखाई देता है: यह सचमुच सार्वभौमिक है

जहाँ कहीं भी कोई smooth system period-doubling के रास्ते chaos में जाता है, वहाँ वही नियतांक δ ≈ 4.669 दिखता है। इस सार्वभौमिकता को renormalisation group theory ने सिद्ध किया: सभी single-hump maps, chaos की शुरुआत के पास, एक जैसी ज्यामिति साझा करते हैं।

δ असंबद्ध भौतिक तंत्रों में भी दिखाई देता है: यह सचमुच सार्वभौमिक है

तालिका: विभिन्न भौतिक तंत्रों में मापा गया फ़ाइगेनबाउम नियतांक

SystemGemessenes δ
Logistic map (सिद्धांत)4.66920 (सटीक)
टपकता नल4.5 ± 0.3
इलेक्ट्रॉनिक परिपथ4.66 ± 0.02
द्रवों में संवहन4.4 ± 0.5
हृदय-लय≈ 4.6
Cobweb diagram: logistic map xₙ₊₁ = r·xₙ(1−xₙ) का पुनरावर्तन
xₙ₊₁ = r · xₙ · (1 − xₙ)
At r=3.2: iterates settle into a 2-cycle (0.513 ↔ 0.799)
At r=3.5: 4-cycle. At r=3.57: 8-cycle. At r>3.57: chaos
Cobweb: draw vertical to curve, horizontal to y=x, repeat — reveals the orbit
फ़ाइगेनबाउम नियतांक के मुख्य तथ्य

फ़ाइगेनबाउम नियतांक delta ≈ 4.66920 वह सार्वभौमिक अनुपात है जिसके साथ period-doubling की श्रृंखला chaos की ओर तेज़ होती जाती है। मिशेल फ़ाइगेनबाउम ने इसे 1975 में logistic map में खोजा। सार्वभौमिकता का अर्थ है: वही नियतांक किसी भी smooth one-humped map पर लागू होता है, चाहे वह शुद्ध गणित का तंत्र हो या टपकते नल और इलेक्ट्रॉनिक परिपथ जैसे भौतिक तंत्र। 1982 में ऑस्कर लैनफोर्ड ने इसकी सार्वभौमिकता सिद्ध की। delta के ट्रान्ससेंडेंटल होने का अनुमान है। इसका अस्तित्व chaos के मार्ग में गहरी ज्यामितीय self-similarity प्रकट करता है।

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गणित
भौतिकी
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