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Pattern formation framework for chimera states in complex networks

  • Datos identificativos

    Identificador:  imarina:9453496
    Autores:  Asllani, M; Arenas, A
    Resumen:
    Chimera states, marked by the coexistence of order and disorder in systems of coupled oscillators, have captivated researchers with their existence and intricate patterns. Despite ongoing advances, a full understanding of the genesis of chimera states remains challenging. This work formalizes a systematic method by evoking pattern formation theory to explain the emergence of chimera states in complex networks, in a similar way to how Turing patterns are produced. Employing linear stability analysis and the spectral properties of complex networks, we show that the randomness of network topology, as reflected in the localization of the graph Laplacian eigenvectors, determines the emergence of chimera patterns, underscoring the critical role of network structure. In particular, this approach explains how amplitude and phase chimeras arise separately and explores whether phase chimeras can be chaotic or not. Our findings suggest that chimeras result from the interplay between local and global dynamics at different timescales. Validated through simulations and empirical network analyses, our method enriches the understanding of coupled oscillator dynamics.
  • Otros:

    Enlace a la fuente original: https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.111.044306
    Referencia de l'ítem segons les normes APA: Asllani, M; Arenas, A (2025). Pattern formation framework for chimera states in complex networks. Physical Review e, 111(4), 044306-. DOI: 10.1103/PhysRevE.111.044306
    Referencia al articulo segun fuente origial: Physical Review e. 111 (4): 044306-
    DOI del artículo: 10.1103/PhysRevE.111.044306
    Año de publicación de la revista: 2025-04-15
    Entidad: Universitat Rovira i Virgili
    Versión del articulo depositado: info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
    Fecha de alta del registro: 2026-02-13
    Autor/es de la URV: Arenas Moreno, Alejandro
    Departamento: Enginyeria Informàtica i Matemàtiques
    URL Documento de licencia: https://repositori.urv.cat/ca/proteccio-de-dades/
    Tipo de publicación: Journal Publications
    Autor según el artículo: Asllani, M; Arenas, A
    Acceso a la licencia de uso: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/
    Áreas temáticas: Zootecnia / recursos pesqueiros, Statistics and probability, Statistical and nonlinear physics, Saúde coletiva, Química, Physics, mathematical, Physics, fluids & plasmas, Odontología, Medicina ii, Medicina i, Materiais, Matemática / probabilidade e estatística, Interdisciplinar, Geociências, General medicine, Farmacia, Engenharias iv, Engenharias iii, Engenharias ii, Educação física, Educação, Economia, Condensed matter physics, Ciências biológicas ii, Ciências biológicas i, Ciências ambientais, Ciências agrárias i, Ciência da computação, Biotecnología, Biodiversidade, Astronomia / física
    Direcció de correo del autor: alexandre.arenas@urv.cat
  • Palabras clave:

    Synchronization
    Populations
    Incoherence
    Dynamic
    Coherence
    Condensed Matter Physics
    Physics
    Fluids & Plasmas
    Mathematical
    Statistical and Nonlinear Physics
    Statistics and Probability
    Zootecnia / recursos pesqueiros
    Saúde coletiva
    Química
    Odontología
    Medicina ii
    Medicina i
    Materiais
    Matemática / probabilidade e estatística
    Interdisciplinar
    Geociências
    General medicine
    Farmacia
    Engenharias iv
    Engenharias iii
    Engenharias ii
    Educação física
    Educação
    Economia
    Ciências biológicas ii
    Ciências biológicas i
    Ciências ambientais
    Ciências agrárias i
    Ciência da computação
    Biotecnología
    Biodiversidade
    Astronomia / física
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