Evolution of the average avalanche shape with the universality class.
Evolution of the average avalanche shape with the universality class.
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DOI：
10.1038/ncomms3927
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发表时间：
2013
影响因子：
16.6
通讯作者：
Alava, Mikko J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Laurson, Lasse;Illa, Xavier;Santucci, Stephane;Tallakstad, Ken Tore;Maloy, Knut Jorgen;Alava, Mikko J.
从铁磁材料中的巴克豪森效应到塑性变形和地震，许多系统对缓慢的外部驱动做出响应，表现出间歇性的、无标度的雪崩动力学或爆裂噪音。雪崩在大小上是指数分布的，并且具有典型的平均形状：这是雪崩系统最重要的两个特征。在这里，我们通过结合标度理论、大量的数值模拟和来自裂纹扩展实验的数据，展示了平均雪崩形状如何随雪崩动力学的普适性类别而演变。它遵循一个简单的标度形式，由两个数字参数化，标度指数将平均雪崩大小与其持续时间联系起来，另一个参数表征雪崩的时间不对称性。后者反映了雪崩动力学中时间反转对称性的破缺，产生于调节雪崩动力学的相互作用核的局域性质。地震和塑性变形的过程是系统通过雪崩动力学对缓慢的外力做出反应的例子。在这里，作者展示了这种动力学的一个基本指纹--雪崩的平均形状--是如何随着其普遍性类别而演变的。
A multitude of systems ranging from the Barkhausen effect in ferromagnetic materials to plastic deformation and earthquakes respond to slow external driving by exhibiting intermittent, scale-free avalanche dynamics or crackling noise. The avalanches are power-law distributed in size, and have a typical average shape: these are the two most important signatures of avalanching systems. Here we show how the average avalanche shape evolves with the universality class of the avalanche dynamics by employing a combination of scaling theory, extensive numerical simulations and data from crack propagation experiments. It follows a simple scaling form parameterized by two numbers, the scaling exponent relating the average avalanche size to its duration and a parameter characterizing the temporal asymmetry of the avalanches. The latter reflects a broken time-reversal symmetry in the avalanche dynamics, emerging from the local nature of the interaction kernel mediating the avalanche dynamics. The processes of earthquakes and plastic deformation are examples of systems which respond to slow external forces by avalanche dynamics. Here, the authors show how a fundamental fingerprint of such dynamics - the average shape of the avalanches - evolves with its universality class.
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影响因子：
8.6
作者：
Bonamy, D.;Santucci, S.;Ponson, L.
通讯作者：
Ponson, L.
影响因子：
2.4
作者：
Laurson, Lasse;Santucci, Stephane;Zapperi, Stefano
通讯作者：
Zapperi, Stefano
影响因子：
8.6
作者：
Måloy, KJ;Santucci, S;Toussaint, R
通讯作者：
Toussaint, R
影响因子：
8.6
作者：
Rost, Martin;Laurson, Lasse;Alava, Mikko
通讯作者：
Alava, Mikko
影响因子：
8.6
作者：
Baldassarri, A;Colaiori, F;Castellano, C
通讯作者：
Castellano, C