预测三体系统混沌结果的突破

一项新的研究揭示了混沌理论的重大进展，引入了一种基于通量的统计理论，该理论可以预测非层次三体系统的混沌结果。这一突破对天体力学、天体物理学和分子动力学等领域具有实际意义，为分析复杂系统提供了一种更高效、更精确的方法，并使人们能够更深入地探索和理解混沌现象

这项研究发表在《天体力学与动力学天文学》杂志上

这项由希伯来大学拉卡物理研究所的Barak Kol教授领导的研究验证了一种理解非层次三体系统动力学的新方法。新引入的基于通量的统计理论在预测混沌结果方面表现出了显著的准确性，为简化计算和深入了解复杂系统铺平了道路

该研究旨在证实一个关于三体系统行为的理论，提出可以使用一个涉及混沌发射率函数和渐近通量（一个已知函数）的公式来预测此类系统中的混沌结果。为了测量这种混沌发射率函数，研究人员进行了模拟，跟踪了数百万次散射事件，以区分规则散射和混沌散射。

这一过程产生了一个三变量吸收率函数，为测试该理论对混沌结果的预测提供了基础。结果与实际分布非常吻合，证实了理论的有效性，并为计算这些系统中的混沌结果分布提供了一种更有效的方法

传统上，三体系统的混沌行为对物理学家的分析和预测提出了严峻的挑战。然而，基于通量的统计理论提供了一种新的方法来简化这个复杂的问题

这一理论的核心是预测混沌结果分布可以表示为混沌发射率函数乘以渐近通量，这是一个已知的函数。这一创新概念为更高效的计算和更清晰地理解混沌动力学打开了大门

为了验证这一理论，研究团队进行了广泛的模拟，通过数百万次散射事件仔细测量了混沌发射率函数或吸收率。通过关注事件，直到可以确定规则散射和混沌散射之间的区别，他们能够推导出三元吸收率函数

利用这一新发现的数据，该团队成功地计算了基于通量的预测，预测了二元结合能和角动量的混沌结果分布。令人惊讶的是，结果与测量的分布高度一致，详细证实了基于通量的理论的准确性和有效性

科尔教授说：“三体问题是物理学领域最古老、最令人生畏的难题之一。2021年，我写了一篇文章，提出了一个旨在提供统计解决方案的新颖理论。这种方法挑战了先前理论的基本假设，引入了相空间中通量的概念，并获得了基于通量的统计理论的称号。”事实上，它标志着我们在理解三体问题的准确性和可靠性方面迈出了重要的一步。”

最近的这篇文章是五篇出版物中的一篇。其中，之前的一篇文章提出了新颖的变量来减少问题的公式化。在这些变量中，描述三个物体位置的九个变量被三个管道接头形状的等效三维空间所取代。这个空间描述了由三个物体定义的三角形的几何形状，因此被称为几何空间

它应该由三体所定义的瞬时位置的旋转运动来补充。几何空间中的运动是根据描述牛顿引力的类电力和描述旋转框架中的科里奥利力的类磁力来表述的

总之，从这些研究中获得的基础知识可以在处理复杂动力学系统的领域产生广泛的影响，从天文学到材料科学等等