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AG Nichtlineare Dynamik & StrukturbildungNichtlineare Dynamik und Strukturbildung WS 09/10

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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.

 

 

Wintersemester 2009/2010: "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 Wintersemester 09/10

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 (Einführung und Themenvergabe am 21. Oktober 2009).

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:

21.10.
Arash Azhand (TUB):
"Diffusion processes with hidden states from single molecule experiments"
04. 11.
Dr. Sergio Alonso (PTB):

"Control of negative filament tension of scroll waves in excitable media" (PDF)

11. 11.
Dr. Vladimir Zykov (TUB):

"Stabilized wave segments in excitable media"
18. 11.
Markus Radszuweit (PTB/TUB):

"A model for thickness oscillations in protoplasmic droplets of physarum polycephalum" (14 Uhr, Ort: PTB)
25. 11.
Workshop:

"Collective dynamics and pattern formation in active matter"

02. 12.
Dr. Gernot Plank (Oxford/Graz):

"Mathematical modelling of the bioelectrical activity of the heart. Numerical techniques and electrophysiological applications" (PDF)

20. 01.
Dr. Ekaterina Zhuchkova (TUB):

"Controlling spiral waves in a bidomain model"
27. 01.
Philipp Gast (TUB):

"Interaction of scroll rings with no-flux boundaries" (PDF)

10. 02.
Jan Totz (TUB):

"Streptococcus pneumonia and molecular dynamics"

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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