Новый механизм хаоса в треугольных биллиардах
С. В. Найденов+, Д. М. Наплеков+, В. В. Яновский+*
+Институт монокристаллов НАНУ, 61001 Харьков, Украина
*Харьковский национальный университет им. Каразина, 61000 Харьков, Украина
Abstract
Предложен новый механизм слабого хаоса для треугольных биллиардов,
обусловленный эффектом разрезания пучков лучей. Аналогичный механизм
реализуется и в других биллиардах, в многоугольниках. Разрезание пучков приводит
к разведению первоначально близких лучей на конечный угол скачками во время
отражений пучков в вершинах биллиарда. Вместе с разрезанием в любом треугольном
биллиарде присутствует противоположный эффект склеивания пучков лучей.
Показано, что разрезание пучков имеет абсолютный характер и не зависит от вида
треугольного биллиарда или параметров пучка. В отличие от него склеивание имеет
относительный характер и зависит от соизмеримости углов треугольника с π. В
треугольных биллиардах, у которых все углы рационально соизмеримы с π,
склеивание всегда подавляет разрезание. Из-за этого их динамика не может быть
хаотической. В треугольных биллиардах с углами, рационально несоизмеримыми с
π, разрезание всегда доминирует, что и приводит к слабому хаосу.
Обнаруженные закономерности подтверждаются численными экспериментами на фазовых
портретах типичных треугольных биллиардов.