Thomas L. Carroll (* um 1959) ist ein US-amerikanischer Physiker.
Carroll studierte am Carleton College in Northfield mit dem Bachelor-Abschluss 1981 und wurde 1987 an der University of Illinois at Urbana-Champaign in Physik promoviert. In seiner Dissertation befasste er sich mit der Wirkung von hohem Druck auf Metall-Metall-Bindungen in molekularen Kristallen mit Hilfe optischer Spektroskopie.Daniel Parry, Mitteilung des Naval Research Lab zur Ernennung von Carroll zum Fellow der APS, 30. November 2017 Ab 1987 war er am Naval Research Laboratory (NRL) als Post-Doktorand bei Louis M. Pecora. Bei der Untersuchung ferromagnetischer Resonanz in Yttrium-Eisen-Granat-Kugeln gelang ihm eine der ersten experimentellen Beobachtungen von chaotischen Transienten. Die Zeitskala der Transienten war viel länger (Stunden) als die typischen dynamischen Zeitskalen bei Ferromagneten von Mikrosekunden. Er konnte dabei auch eine Theorie bestätigen, die die Transientenzeitdauer mit Bifurkationsparametern (hier der magnetischen Feldstärke) in Verbindung setzt. Er ist Forschungsphysiker am NRL im Center for Computational Materials Science.
Mit Louis M. Pecora demonstrierte er 1990 erstmals experimentell die Kontrolle chaotischer Systeme über Synchronisation von Chaos, ein Phänomen, das sie entdeckten. Die Entdeckung galt als Durchbruch, der zahlreiche weitere Forschung anstieß. Er fand auch weitere Synchronisationsmethoden, führte mit Pecora eine Master-Stabilitätsfunktion für die Synchronisation ein, untersuchte Synchronisation in beliebig strukturierten Netzwerken und gegen Rauschen unempfindliche Synchronisationsmethoden, möglicherweise mit Anwendung auf die Kommunikation von Neuronen im Gehirn. Mit Pecora und James F. Heagy wies er Einzugsbereiche chaotischer Systeme mit komplexer Struktur (riddled basins of attraction) nach.James F. Heagy, Thomas L. Carroll, Louis M. Pecora, Experimental and Numerical Evidence for Riddled Basins in Coupled Chaotic Systems, Phys. Rev. Lett., Band 73, 1994, S. 3528 Er wandte die Methoden auch in der Signalanalyse zum Beispiel von Radio und Radar an, mit Anwendung in elektronischer Kriegführung.
Von ihm stammen über 150 Publikationen und 10 Patente.
2017 wurde er Fellow der American Physical Society. Die Auszeichnung erfolgte für Forschung in nichtlinearer Dynamik einschließlich der Entdeckung von transientem Chaos in magnetischen Spinwellenmaterialien, Synchronisation chaotischer Systeme, Anwendung von Chaos in Kommunikation und Radar und Anwendung von Phasenraumtechniken in der Signalanalyse (Laudatio).
2020 gehörte er mit Louis Pecora zu den Clarivate Citation Laureates für Forschung in nichtlinearer Dynamik einschließlich Synchronisierung chaotischer Systeme (Laudatio).Clarivate Laureates Seine Arbeit mit Louis Pecora zu diesem Thema von 1990 wurde über 13.000 Mal zitiert.Caroll, Pecora, Synchronization of Chaotic Systems, Phys. Rev. Lett., Band 64, 1990, S. 821–824 Sie ist in der Liste der meistzitierten Artikel in Physical Review Letters 2017 an elfter Stelle.
Schriften (Auswahl) mit L. Pecora: Synchronization in Chaotic Systems, Phys. Rev. Lett., Band 64, 1990, S. 821–824 mit L. M: Pecora: Synchronizing chaotic circuits, IEEE Transactions on Circuits and Systems, Band 38, 1991, S. 453–456 mit L. Pecora: Driving systems with chaotic signals, Phys. Rev. A, Band 44, 1991, S. 2374 mit L. M. Pecora: Cascading synchronized chaotic systems, Physica D, Band 67, 1993, S. 126–140 mit J. F. Heagy, L. Pecora: Synchronous chaos in coupled oscillator systems, Phys. Rev. E, Band 50, 1994, S. 1874 James F. Heagy, Thomas L. Carroll, Louis M. Pecora, Experimental and Numerical Evidence for Riddled Basins in Coupled Chaotic Systems, Phys. Rev. Lett., Band 73, 1994, S. 3528 mit J. F. Heagy, L. M. Pecora: Short wavelength bifurcations and size instabilities in coupled oscillator systems, Phys. Rev. Lett., Band 74, 1995, S. 4185 mit J. F. Heagy, L. M. Pecora: Desynchronization by periodic orbits, Phys. Rev. E, Band 52, 1995, R 1253 mit L. Pecora: Synchronizing chaotic circuits, in: Carroll, Pecora (Hrsg.), Nonlinear Dynamics in Circuits, World Scientific 1995, S. 215–248 mit J. F. Heagy, L. M. Pecora: Statistics for mathematical properties of maps between time series embeddings, Phys. Rev. E, Band 52, 1995, S. 3420 mit J. F. Heagy, L. M. Pecora: Transforming signals with chaotic synchronization, Phys. Rev. E, Band 54, 1996, S. 4676 mit L. Pecora, G. A. Johnson, D. J. Mar, J. F. Heagy: Fundamentals of synchronization in chaotic systems, concepts, and applications, in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Band 7, 1997, S., 520–543 mit L. Pecora: Master stability functions for synchronized coupled systems, Phys. Rev. Lett., Band 80, 1998, S. 2109 mit L. Pecora, J. Moniz, J. Nichols: A unified approach to attractor reconstruction, in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Band 17, 2007, S. 013110 mit L. M. Pecora: Synchronization of chaotic systems, in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Band 25, 2015, S. 097611
Einzelnachweise
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