ロウソク炎の同期振動におけるフラストレーション効果

摘要

複数本のロウソクを一束にまとめた「ロウソク束」を二束用意して着火し、二つの炎を接近させると、炎が互いにリズムを揃えて振動する同期現象が起こる。さらにロウソク束の間隔を徐々に狭くすると、ある特定の間隔値を境に、逆相同期モードから同相同期モードへと転移することが知られている。この先行結果を受けて本研究では、三つのロウソク束を正三角形の項点に配置し、ロウソク炎の三体結合系におけるフラストレーション効果を調べた。実験の結果、三体系のロウソク束では炎同士による酸素の奪い合いが激しく、二体系に見られない特有の同期モードが起こること、いずれのモードも初期条件の違いや外的擾乱に対して不安定であることがわかった。