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.

Chimera States and Applications [1]

• Prof. Dr. E. Schöll, PhD [4] (ES)
• Prof. Dr. Yuri Maistrenko (YM)
• Dr. Anna Zakharova [5] (AZ)
• Dr. Philipp Hövel [6] (PH)
• Dr. Vitaly Belik [7] (VB)
• Dr. Benjamin Lingnau (BL) lingnau@itp.tu-berlin.de [8]
• Dr. Iryna Omelchenko [9] (IO)
• Dr. Judith Lehnert (JL)

• [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).