Dynamics of turing patterns under spatiotemporal forcing

We study, both theoretically and experimentally, the dynamical response of Turing patterns to a spatiotemporal forcing in the form of a traveling-wave modulation of a control parameter. We show that from strictly spatial resonance, it is possible to induce new, generic dynamical behaviors, including temporally modulated traveling waves and localized traveling solitonlike solutions. The latter make contact with the soliton solutions of Coullet [Phys. Rev. Lett. 56, 724 (1986)] and generalize them. The stability diagram for the different propagating modes in the Lengyel-Epstein model is determined numerically. Direct observations of the predicted solutions in experiments carried out with light modulations in the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction are also reported.

Dynamics of turing patterns under spatiotemporal forcing

We study, both theoretically and experimentally, the dynamical response of Turing patterns to a spatiotemporal forcing in the form of a traveling-wave modulation of a control parameter. We show that from strictly spatial resonance, it is possible to induce new, generic dynamical behaviors, including temporally modulated traveling waves and localized traveling solitonlike solutions. The latter make contact with the soliton solutions of Coullet [Phys. Rev. Lett. 56, 724 (1986)] and generalize them. The stability diagram for the different propagating modes in the Lengyel-Epstein model is determined numerically. Direct observations of the predicted solutions in experiments carried out with light modulations in the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction are also reported.

De la máquina de Turing a la 'máquina' de Boltzmann: dinámica interactiva y fenómenos globales en redes conexionistas

A partir del análisis y crítica de algunos de los presupuestos básicos de la orientación dominante en psicologia cognitiva se discuten las posibilidades del planteamiento conexionista al cual atribuimos, en el marco de los distintos niveles explicativos posibles, el carácter de alternativa verdaderamente psicológica. Las argumentaciones centrales se basan en laspropiedades supuestamente atribuibles a las representaciones (particularmente, su carácter compuesto, sistemático y abstracto) y en la valoración de las posibilidades de aproximación a esas características desde el punto de vista conexionista. Se valora la posibilidad de complementar el enfoque microestructural propio del conexionismo con el análisis del comportamiento global del tip0 de redes implicadas. Esta dinámica global, analizable desde una perspectiva topológica a partir del concepto de estabilidad estructural, es susceptible de mostrar modifcaciones cualitativas que pueden asociarse con algunos fenómenos estudiados clásicarnente en la psicologia del pensamiento y en otros ámbitos

Anells de Liesegang (experimentació amb gels)

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball de recerca es basa en l'experimentació i, posteriorment, l'obtenció i anàlisi de resultats de l'experiment creador d'anells de Liesegang. Aquest experiment, consistent en la precipitació d'un compost en una base gelificada formant anells distanciats logarítmicament els uns dels altres, ha estat durant més d'un segle objecte d'investigació de moltíssims científics, els quals no han sabut mai treure'n una explicació lògica i raonable d'aquest rar comportament. L'autor ha pretès recrear els curiosos anells intentant formar-los amb diferents inhibidors i compostos als trobats en la bibliografia. Després de realitzar més d'una trentena d'experiments, s'ha realitzat una anàlisi exhaustiva dels resultats. Aquest apartat ha estat un dels més enriquidors, ja que s'han dut a terme en ell comparacions sorprenents i troballes molt curioses, com per exemple la similitud entre els anells de Liesegang i les estructures de Turing, la qual intenta explicar les formes presents en els ocels dels éssers vius; i l'aparició d'anells de Liesegang segons l’òptica visual, efecte inexistent en l’àmplia bibliografia consultada. A més a més, també s'han efectuat una sèrie d'estudis: un en què es confirmen les distàncies logarítmiques entre els anells i on es realitza una comparació entre les dades empíriques i el patró matemàtic; i un altre en què s'estudia el comportament dels anells al variar els factors que regulen la velocitat de reacció.

Travelling-stripe forcing generates hexagonal patterns

We study the response of Turing stripe patterns to a simple spatiotemporal forcing. This forcing has the form of a traveling wave and is spatially resonant with the characteristic Turing wavelength. Experiments conducted with the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction reveal a striking symmetry-breaking phenomenon of the intrinsic striped patterns giving rise to hexagonal lattices for intermediate values of the forcing velocity. The phenomenon is understood in the framework of the corresponding amplitude equations, which unveils a complex scenario of dynamical behaviors.

Travelling-stripe forcing generates hexagonal patterns

We study the response of Turing stripe patterns to a simple spatiotemporal forcing. This forcing has the form of a traveling wave and is spatially resonant with the characteristic Turing wavelength. Experiments conducted with the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction reveal a striking symmetry-breaking phenomenon of the intrinsic striped patterns giving rise to hexagonal lattices for intermediate values of the forcing velocity. The phenomenon is understood in the framework of the corresponding amplitude equations, which unveils a complex scenario of dynamical behaviors.

Experimental evidence of localized oscillations in the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction

The interaction between Hopf and Turing modes has been the subject of active research in recent years. We present here experimental evidence of the existence of mixed Turing-Hopf modes in a two-dimensional system. Using the photosensitive chlorine dioxide-iodine-malonic acid reaction (CDIMA) and external constant background illumination as a control parameter, standing spots oscillating in amplitude and with hexagonal ordering were observed. Numerical simulations in the Lengyel-Epstein model for the CDIMA reaction confirmed the results.