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AG Nichtlineare Dynamik & StrukturbildungNichtlineare Dynamik und Strukturbildung SS 2010

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Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung

Gegenstand des Seminars ist die Modellierung von Selbstorganisationsprozessen in makroskopischen physikalischen, chemischen oder biologischen Systemen fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht. Im Mittelpunkt unserer Untersuchungen mit Methoden der Nichtlinearen Dynamik stehen raum-zeitliche Muster und lokalisierte wellenartige Anregungen, die in einem sehr breiten Kontext von der biologischen Erregungsleitung über intrazelluläre Kalziumwellen, Bedeckungsmuster bei katalytischen Oberflächenreaktionen bis hin zu Aktivitätsmustern in neuronalen Systemen oder elektrischen Erregungswellen im Herzmuskelgewebe beobachtet werden. Das Forschungsgebiet besitzt stark interdisziplinären Charakter mit zahlreichen Querverbindungen zur Biologie, Medizin oder Verfahrenstechnik.

Sommersemester 2010: "Dreidimensionale Strukturbildung in biologischen und chemischen anregbaren Medien"

Gemeinsame Veranstaltung der Arbeitsgruppen "Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung" am ITP der TUB und "Mathematische Modellierung und Datenanalyse" an der PTB Berlin im Sommersemester 2010

Simulation der Erregungsausbreitung auf der Oberfläche des Herzens
Lupe
Musterbildung beim Schleimpilz physarum polycephalum
Lupe

Themenschwerpunkte:
- Raum-zeitlichen Musterbildung in elastischen aktiven Systemen
- Dreidimensionale nichtlineare Wellen und ihre Instabilitäten
- Elektrischen Erregungsleitung und Kontrolle von Arrhythmien im Herzen

Studierende, die einen Seminarschein erwerben wollen oder/und sich für eine Bachelor- bzw. Diplomarbeit interessieren, sind herzlich willkommen:
Das Seminar findet mittwochs 16:15 Uhr im Raum EW 731 statt.

Kontakt: Prof. Dr. H. Engel, Tel.: 314 79462, e-mail: h.engel@physik.tu-berlin.de Prof. Dr. M. Bär, Tel.: 3481 7687, e-mail: markus.baer@ptb.de

Programm:

Seminartermine
Datum
Name / Titel
21.04.
Ulrike Strachauer (Universität Magdeburg):
"Spatial oscillations in microplasmodia of physarum polycephalum"(PDF)
28. 04.
Holger Flechsig (FHI):

"Watching a molecular machine in action - towards understanding the dynamics of motor proteins using coarse grained models "

05. 05.
Arash Azhand (TUB):

"Emergence and Evolution of Three-Dimensional Waves in Thin Layers"(PDF)

12. 05.
Felix Müller (HUB):

"Bistable waves interacting with absorbing boundaries"

18.-21.05.
Vorstellungsvorträge Bernsteinzentrum
31. 05.
David Alexander Strehober (TUB):

"Phase diagram and dynamics of the alignment tensor of sheared rod-like particles - A numerical bifurcation analysis",

Note: On Monday at 14:15!
02. 06.
Dr. Marcel Hörning (Kyoto University):

"Active and passive control of disordered heart activity" (PDF)

10.06.
Eröffnungskolloquium BCSCCS (G. Ertl, Y. Kuramoto, K. Lindenberg)

Note: Thursday, 16:00 at Magnus-Haus, Berlin Centre
23.06.
Dr. Sergio Alonso (PTB):

"Application and limitation of the effective medium approach for pattern formation in reactive micro-emulsions and excitable media".
30. 06.
Markus Radszuweit (PTB, TUB):

"Modelling thickness oscillations of physarum polycephalum"

06. 07.
Fabian Paul (TUB):

"Erdrotation und Atmosphärendynamik" (Vorstellung des Themas der Diplomarbeit)

Note: On Tuesday, 17:30!








Literatur


  • A. T. Winfree, The Geometry of Biological Time (Springer, Berlin, 2001).
  • J. Keener, J. Sneyd, Mathematical Physiology (Springer, Berlin, 2001).
  • J. D. Murray, Mathematical Biology (Springer, Berlin, 1993).
  • A. Beuter, L. Glass, M. C. Mackey, M. S. Titcombe (Eds.), Nonlinear Dynamics in Physiology and Medicine (Springer, Berlin, ).
  • D. P. Zipes and J. Jalife, Cardiac Electrophysiology. From Cell to Bedside (W. B. Saunders, Philadelphia, 1995).

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