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Plenarvorträge - DPG-Tagungen

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Dynamik und Statistische Physik Mittwoch<br />

algorithm changes the values of the weights only in discrete steps of equal<br />

size, the dynamics of each weight can be described as a random walk. In<br />

this case it is possible to calculate statistical properties of the synchronization<br />

process by replacing neural networks with ensembles of random<br />

walks.<br />

We consider two random walks with reflecting boundaries. In each step<br />

both random walkers are moved in the same, randomly chosen direction.<br />

If one hits the boundary, the distance between both is decreased. This<br />

DY 35 Symposium SYPF: Physics of Foams<br />

leads to synchronization after some steps. We calculate the mean and<br />

the variance of the synchronization time analytically. By using the probability<br />

distribution of this quantity, we can also determine the average<br />

number of steps, after which two ensembles of random walks reach a synchronized<br />

state.<br />

For publications and preprints see:<br />

http://theorie.physik.uni-wuerzburg/TP3/publi.html<br />

Zeit: Mittwoch 14:00–18:30 Raum: H16<br />

DY 35.1 Mi 14:00 H16<br />

Symposium SYPF: Physics of Foams — • —<br />

Details zum Programm sind unter SYPF zu finden.<br />

DY 36 Nonlinear Dynamics and Chaos II<br />

Zeit: Mittwoch 16:30–18:00 Raum: H2<br />

DY 36.1 Mi 16:30 H2<br />

Experimente zur Dynamik zeitverzögert gekoppelter Halbleiterlaser<br />

bei kurzen Kopplungszeiten — •Eric Wille, Michael<br />

Peil, Ingo Fischer und Wolfgang Elsässer — TU Darmstadt,<br />

Institut für Angewandte Physik, Schlossgartenstr. 7, 64289 Darmstadt<br />

Eine Verzögerung in der Kopplung zweier nichtlinearer Oszillatoren hat<br />

einen wesentlichen Einfluss auf deren Dynamik. Gekoppelte Halbleiterlaser<br />

sind hervorragend dazu geeignet, solche Einflüsse auf das dynamische<br />

Verhalten experimentell zu untersuchen. Darüber hinaus besitzen gekoppelte<br />

Halbleiterlaser Potential für neue technologische Anwendungen.<br />

Wir präsentieren experimentelle Ergebnisse zu zwei gegenüberstehenden,<br />

einmodigen Halbleiterlasern mit identischen Parametern,<br />

deren endliche Kopplungszeit in der Größenordnung der Periode<br />

der Relaxationsoszillationen ist. In Abhängigkeit von der optischen Frequenzverstimmung<br />

der zwei Laser finden wir sowohl Locking-Bereiche<br />

mit stabiler Emission, als auch instabile Intensitätsdynamik. Wir diskutieren<br />

die charakteristischen Zusammenhänge zwischen den auftretenden<br />

Oszillationsfrequenzen, der Frequenzverstimmung, und der endlichen<br />

Kopplungszeit. Die Ergebnisse werden sehr gut durch Modellrechnungen<br />

unterstützt.<br />

DY 36.2 Mi 16:45 H2<br />

Noise-Induced Crisis in a Electronic Circuit — •Thomas Stemler,<br />

Johannes Werner, and Hartmut Benner — Institut für<br />

Festkörperphysik, TU Darmstadt<br />

We report the experimental observation of noise-induced crises in a<br />

Chua-type nonlinear electronic oscillator. Here, the merging of two precritical<br />

sub-attractors is induced by noise and results in chaos-chaos intermittency.<br />

We analyse the influence of different kinds of noise, e.g.<br />

white Gaussian noise and coloured noise, on the system dynamics. Close<br />

to a critical control parameter Rc a merging crisis occurs which can be<br />

characterized by the mean residence time τ on each sub-attractor. This<br />

characteristic time is expected to scale like[1]: τ ∼ σ −γ g((Rc − R)(σ))<br />

where σ is the noise strength, γ the critical exponent of the crisis in the<br />

absence of noise, and g(·) is a nonuniversal function depending on the<br />

kind of noise. Our data, which are in very good agreement with the predicted<br />

scaling, support the detailed understanding of related aperiodic<br />

stochastic resonance experiments in this system.<br />

[1] J.C. Sommerer, E. Ott, C. Grebogi Phys. Rev. A 43, 1754 (1991)<br />

DY 36.3 Mi 17:00 H2<br />

Numerische und Analytische Betrachtung zur Strukturbildung<br />

in Lasern mit Rückkopplung — •Guido Krüger, Rudolf Friedrich<br />

und Till Frank — Institut für Theoretische Physik,Wilhelm-<br />

Klemm-Str. 9,48149 Münster<br />

Einspiegelrückkopplungsexperimente mit einem Laser in Natrium-<br />

Dampf führen zu einer Vielfalt an Strukturbildungsprozessen [1].<br />

Wir entwickeln diese Strukturbildungsprozesse ausgehend von den<br />

Blochschen Feldgleichungen die in [2] entwickelt wurden, indem reduzierte<br />

Swift-Hohenberg-artige Gleichungen abgeleitet werden.<br />

Die numerische Auswertung der gefundenen Gleichungen zeigt dabei<br />

verschiedene Strukturen, so z.B. Quadrate und Hexagone. Ziel der Arbeit<br />

ist es anhand von den reduzierten Gleichungen und den numerischen<br />

Resultaten vorherzusagen, welche Strukturen entstehen und warum sich<br />

diese Strukturen ergeben.<br />

[1] W.Lange, Yu. A. Logvin und T.Ackemann SSpontaneous optical<br />

patterns in an atomic vapor: observation and simulation”Physica D<br />

96, 230-241 (1996) [2] F.Mitschke, R.Deserno, W.Lange und J.Mlynek<br />

”Magnetically induced self-pulsing in a nonlinear resonator”Phys.Rev.A<br />

Vol.33 No.5 (1986) 3219-3231<br />

DY 36.4 Mi 17:15 H2<br />

On global properties of time-delayed feedback control —<br />

•Wolfram Just 1 , Clemens v. Loewenich 2 , and Hartmut<br />

Benner 2 — 1 Department of Mathematics, Queen Mary/University of<br />

London, UK — 2 Institut für Festkörperphysik, TU Darmstadt<br />

While control of chaos by time-delayed feedback is meanwhile quite<br />

well understood from the point of view of linear stability analysis, almost<br />

nothing is known about global features of the control problem. From<br />

an experimental point of view the question which type of initial condition<br />

yields successful stabilisation, i.e. in theoretical terms the basin of<br />

attraction, is of utmost importance. Applying general arguments from<br />

bifurcation theory we propose that discontinuous transitions at the control<br />

boundaries, i.e. subcritical behaviour, severely limits such basins. We<br />

illustrate our theoretical concept by numerical simulations and electronic<br />

circuit experiments.<br />

DY 36.5 Mi 17:30 H2<br />

Rejection of the output power noise in a multimode solid state<br />

laser by pure electronic feedback — •L. Ehlkes 1,2 , T. Letz 1,2 , K.<br />

Pyragas 3 , and A. Kittel 1 — 1 Energy and Semiconductor Research<br />

Group, Department of Physics, University of Oldenburg — 2 Max Planck<br />

Institute for the Physics of Complex Systems, Dresden — 3 Semiconductor<br />

Physics Institute, Vilnius, Lithuania<br />

Intracavity frequency doubled solid state laser that emit light in the<br />

visible spectral range have great potential for technical applications. The<br />

display technology sector is one example where this powerful green and<br />

blue light sources are necessary at a low price and compact design.<br />

The optical nonlinear crystal responsible for the frequency conversion is<br />

placed inside the laser cavity in order to maximize efficiency. The drawback<br />

of a simple, low cost setup is a fluctuating output power known as<br />

the green problem.<br />

In order to stabilize the output intensity of a frequency-doubled<br />

Nd:YAG- laser we use a pure electronic proportional feedback loop. The<br />

infrared intensities of two orthogonal directions of polarization are used<br />

to determine corrections which alter the currents through two orthogonal<br />

polarized pump diodes. The method seems promising for technical<br />

application.<br />

DY 36.6 Mi 17:45 H2<br />

Synchronisationsanalyse physiologischer Daten in den Schlafstadien<br />

— •Stephan Zschiegner 1,2,3 , Jan W. Kantelhardt 1 , Armin<br />

Bunde 1 , Shlomo Havlin 2 und Thomas Penzel 3 — 1 Institut für<br />

Theoretische Physik III, Justus-Liebig-Universität, Giessen, Germany —<br />

2 Dept. of Physics and Minerva Center, Bar-Ilan University, Ramat-Gan,<br />

Israel — 3 Klinik für Innere Medizin, Klinikum der Philipps-Universität,<br />

Marburg, Germany<br />

Wir untersuchen mit Methoden der statistischen Physik, wie sich die

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