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Seminar: Chimera States and Applications - Wintersemester 2015/16
Seminar: Chimera States and Applications
Wintersemester 2015/16
LV-Nr. 3233 L 607
Prof. Dr. Eckehard Schöll, PhD
Prof. Dr. Yuri Maistrenko
Dr. Anna Zakharova, Dr. Philipp Hövel
Zeit: Dienstag 12:15
Ort: EW 731
Start: 13. Oktober 2015
Das Seminar gibt Einblicke in unsere aktuelle Forschung im Bereich Nichtlineare Dynamik und Kontrolle. Es ist für Studierende, die Interesse an einer Master- oder Bachelorarbeit bei uns haben, besonders zu empfehlen. Studierende, die einen Seminarschein erlangen wollen, sind uns herzlich willkommen.
Die Chimera-Zustände in dynamischen komplexen Netzwerken sind ein Phänomen, das in so verschiedenen Bereichen wie Physik, Chemie und Biologie auftreten kann. Sie zeigen gleichzeitig Bereiche hoher Synchronisation neben völlig irregulären, räumlich chaotischen Bereichen. Sie sind benannt nach der „Chimäre“, einem feuerspeienden Fabelwesen der griechischen Mythologie, das gleichzeitig den Kopf eines Löwen, einer Ziege und einer Schlange hat. Die Chimera-Zustände, die im Mittelpunkt dieses Seminars stehen, sind für die aktuelle Forschung über komplexe Netzwerke von grossem Interesse. Ein Verständnis der komplizierten nichtlinearen Dynamik von Netzwerken ist für viele Anwendungen in der Physik, etwa bei gekoppelten Lasern, in der Biologie, etwa den neuronalen Netzwerken im Gehirn, sowie in technischen Systemen, etwa Kommunikations- und Stromnetzen, wichtig. Verschiedene Anwendungen von Chimera- Zuständen werden in diesem Seminar beispielhaft diskutiert.
Zeitlicher Ablauf
| Datum | Titel | Vortragender | Betreuer |
|---|---|---|---|
| 13.10. | Vorbesprechung und Einführung | E. Schöll, Y. Maistrenko, A. Zakharova, P. Hövel | |
| 20.10.* | Stability of amplitude chimeras in the Stuart-Landau model | Liudmila Tumash | AZ |
| 27.10. | Isochrons: their theory, computation and applications | Prof. Dr. Hinke Osinga (University of Auckland, New Zealand) | |
| 3.11. | Chimeras in SQUID metamaterials | Dr. Johanne Hizanidis (University of Crete, Greece) | |
| 10.11. | Chimera states of self-propelled active particles | Nikita Kruk (Technische Universität Darmstadt) | AZ |
| 17.11. | Mean-field diffusion induced chimera death | Prof. Dr. Tanmoy Banerjee (University of Burdwan, India) | ES |
| 24.11.* | Chimera states in neuronal networks [VUE14a] | Jan Srpčič | PH |
| 1.12. | Synchronization of pendula: from Huygens to chimeras | Prof. Dr. Tomasz Kapitaniak (Lodz University of Technology) | YM |
| 8.12.* | Chimera states in ensembles of fractally coupled oscillators [OME15] | Lukas Rösel | PH |
| 15.12. | Chimera states: Is nonlinearity of local dynamics important? | Iryna Omelchenko | |
| 12.1. | Localized Dynamics in Phase Oscillators and their Control | Dr. Christian Bick (University of Exeter, UK) | |
| 19.1.* | Chimera states in time-varying complex networks [BUS15] | Jason Bassett | VB |
| 26.1.* | The role of chimeras for the study of epileptic seizures [ROT14] | Teresa Chouzouris | JL |
| 2.2.* | Chimera patterns under the impact of noise [LOO16] Chimeras in laser networks [BOE15] | Sarah Loos Alexander Fengler | AZ, ES BL |
| 3.5.* | Quantum chimera states [BAS15, BAS16] | Nour Eldine Hanbali | VB, IO |
| Vorträge, die mit einem * markiert sind, können von Studenten zur Erlangung eines Seminarscheins gehalten werden. Wer Interesse an einem Vortrag hat, sollte sich mit den entsprechenden Betreuern in Verbindung setzen. Die Vortragsthemen werden dann spätestens in der ersten Seminarstunde am 13. Oktober 2015 verteilt. Die gehaltenen Vorträge sind unter Seminardokumentationen verfügbar. Die Zugangsdaten werden im Seminar bekannt gegeben und können bei Dr. Philipp Hövel erfragt werden. | |||
Ansprechpartner
- Prof. Dr. E. Schöll, PhD (ES)
- Prof. Dr. Yuri Maistrenko (YM)
- Dr. Anna Zakharova (AZ)
- Dr. Philipp Hövel (PH)
- Dr. Vitaly Belik (VB)
- Dr. Benjamin Lingnau (BL) lingnau@itp.tu-berlin.de
- Dr. Iryna Omelchenko (IO)
- Dr. Judith Lehnert (JL)
Literatur zu den Vorträgen
- [BAS15] V. M. Bastidas, I. Omelchenko, A. Zakharova, E. Schöll, T. Brandes: Quantum signatures of Chimera states, arXiv:1505.02639v1 [quant-ph] (2015).
- [BAS16] V. M. Bastidas, I. Omelchenko, A. Zakharova, E. Schöll, T. Brandes: “Chimera states in quantum mechanics” in E. Schöll, S. H. L. Klapp, P. Hövel (ed.) Control of Self-Organizing Nonlinear Systems, Berlin, Heidelberg: Springer (2016).
- [BIC15] C. Bick, E. A. Martens: Controlling chimeras, New J. Phys. 17, 033030 (2015).
- [BOE15] F. Böhm, A. Zakharova, E. Schöll, K. Lüdge: Amplitude-phase coupling drives chimera states in globally coupled laser networks, Phys. Rev. E 91, 040901 (R) (2015).
- [BUS15] A. Buscarino, M. Frasca, L. V. Gambuzza, P. Hövel: Chimera states in time-varying complex networks, Phys. Rev. E 91, 022817 (2015).
- [JAR15] P. Jaros, Y. Maistrenko, T. Kapitaniak, Chimera states on the route from coherence to rotating waves, Phys. Rev. E 91, 022907 (2015)
- [OLM15] S. Olmi, E. A. Martens, S. Thutupalli, A. Torcini, Intermittent chaotic chimeras for coupled rotators, Phys. Rev. E 92, 030901(R) (2015)
- [OME15] I. Omelchenko, A. Provata, J. Hizanidis, E. Schöll, P. Hövel: Robustness of chimera states for coupled FitzHugh-Nagumo oscillators, Phys. Rev. E 91, 022917 (2015).
- [ROT14] A. Rothkegel, K. Lehnertz: Irregular macroscopic dynamics due to chimera states in small-world networks of pulse-coupled oscillators, New J. Phys. 16, 055006 (2014).
- [SAN15] M. Santos, J. D. Szezech Jr., A. M. Batista, I. L. Caldas, R. L. Viana, S. R. Lopes: Recurrence quantification analysis of chimera states, Phys. Lett. A 379, 2188–2192 (2015).
- [VUE14a] A. Vüllings, J. Hizanidis, I. Omelchenko, P. Hövel: Clustered Chimera States in Systems of Type-I Excitability, New J. Phys. 16, 123039 (2014).