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TU Berlin

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Nichtlineare Dynamik und Kontrolle

Lupe [1]
© TU Berlin/Dahl

Prof. Dr. Dr. h.c. Eckehard Schöll, PhD [2]
Im Zentrum der Aktivitäten [3] der Arbeitsgruppe stehen theoretische Untersuchungen und Computersimulationen von nichtlinearen dynamischen Systemen und komplexen Netzwerken. Wir befassen uns mit der selbstorganisierten raum-zeitlichen Musterbildung und ihrer Kontrolle durch zeitverzögerte Rückkopplungsverfahren und mit stochastischen Einflüssen und Rauschen. Der Schwerpunkt unserer aktuellen Forschungen liegt auf der gezielten Beeinflussung, Steuerung und Selektion komplexer, chaotischer oder rauschinduzierter raum-zeitlicher Muster sowie der Dynamik komplexer Netzwerke mit zeitverzögerten Kopplungen. Als Anwendung untersuchen wir Stromnetzwerke, optoelektronische und neuronale Systeme, insbesondere neuronale Netzwerke, Halbleiterlaser sowie nichtlineare Dynamik in Halbleiternanostrukturen.
Eckehard Schöll ist neben seiner Zugehörigkeit zur TU Berlin ein Mitglied des Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin (seit 2010) und Gastwissenschaftler am Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (seit 10/2020). Er ist Präsident der International Physics and Control Society (IPACS).

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© EPL
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© EPL
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© EPL

Eingeladener Vortrag auf der Jahresversammlung der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina 2019 in Halle „Schimären in Physik und Biologie: Synchronisation und Desynchronisation von Rhythmen“ [7]

Video: https://www.youtube.com/watch?v=u_k1DQzIu7s&t=10888s [8]

Desynchronization Transitions in Adaptive Networks (Phys. Rev. Lett. 2021) [9]

Lupe [10]
© PRL

FitzHugh–Nagumo oscillators on complex networks mimic epileptic-seizure-related synchronization phenomena (Chaos 2020) [11]

Lupe [12]
© Chaos

Birth and stabilization of phase clusters by multiplexing of adaptive networks (Phys. Rev. Lett. 2020) [13]

Lupe [14]
© RB, JS, ES

 

Partial synchronization in empirical brain networks as a model for unihemispheric sleep (Europhys. Lett. 2019) [15]

Lupe [16]
© LR, JS, AZ, JH, JC, ES

Lecture Series on Chimeras, St. Petersburg, Russian Academy of Sciences 2018 [17]

Lupe [18]
© TU Berlin

Chasing chimeras: control of complex networks [19]

Lupe [20]
© Phys. Rev. Lett.

Kohärenzresonanz und Schimären  (Phys. Rev. Lett. 2016) [21] [22]

Lupe [23]
© Phys. Rev. Lett.

Eine Pinzette für Schimären in kleinen Netzwerken" (Phys. Rev. Lett. 2016) [24] [25]

Lupe [26]
© Phys. Rev. Lett.

Schimären: Symmetriebrechung in dynamischen Netzwerken (Phys. Rev. Lett. 2014) [27] [28]

Lupe [29]
© Nature Communications

Quantenkohärenz verändert die Pulsform (Nature Communications 2013) [30] fileadmin/a3233/upload/AG_Schoell/paper/KOL13.pdf [31]

Lupe [32]
© The Royal Society, 2013

Theme Issue of the Philosophical Transactions of the Royal Society London "Dynamics, control and information in delay-coupled systems" (vol. 371, September 2013) [33]

Chimera-Zustände in dynamischen Netzwerken (Nature Physics 2012) [34] [35] [36]

 

(highlighted in Physics Today 2012) [37], (longer print version) [38]


Neuer Sonderforschungsbereich: Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme [39]


Tagesspiegel 20.09.2012 [40]


 

Handbook of Chaos Control (Wiley, 2008) [41], Online-Version anschauen [42]


 

Delayed Complex Systems: Theme Issue of Phil. Trans. Royal Society A (2010) [43]

 

Neuronale Anwendungen der Chaoskontrolle (Nature Physics 2010) [44] [45] [46]


 

Breitband-Chaos in opto-elektronischen Oszillatoren mit zeitverzögerter Rückkopplung (highlighted in Nature 2010) [47] [48] [49]


 

Springer Outstanding Theses Series:

  • Jakub Sawicki: Delay controlled partial synchronization in complex networks, TU Berlin (Springer, 2019) [50]
  • Lina Jaurigue: Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers, TU Berlin (Springer, 2017) [51]
  • Judith Lehnert: Controlling Synchronization Patterns in Complex Networks, (Springer, 2016) [52]

  • Benjamin Lingnau: Nonlinear and Nonequilibrium Dynamics of Quantum-Dot Optoelectronic Devices, (Springer, 2015) [53]

  • David Rosin: Dynamics of Complex Autonomous Boolean Networks, (Springer, 2015) [54]

  • Christian Otto: Dynamics of Quantum Dot Lasers, (Springer, 2014) [55]
  • Valentin Flunkert: Delay-Coupled Complex Systems and Applications to Lasers, (Springer, 2011) [56]

  • Philipp Hövel: Control of Complex Nonlinear Systems with Delay, (Springer, 2011) [57] 

Neue Bücher

  • Chimera States in Complex Networks, by Schöll, E., Zakharova, A. and Andrzejak, R. G. (eds.), Research Topics, Front. Appl. Math. Stat. (Frontiers Media SA Lausanne, 2020) [58]  [59]
  • Chimera Patterns in Networks  -  Interplay between Dynamics, Structure, Noise, and Delay, by Zakharova, A. (Springer, 2020)  [60]   
  • Control of Self-Organizing Nonlinear Systems, (Springer, 2016) by Schöll, E., Klapp, S., and Hövel, P. (eds.) [61]
  • Nonlinear Laser Dynamics - From Quantum Dots to Cryptography, (Wiley-VCH, 2011) by Lüdge, K. (ed.) [62]
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