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TU Berlin

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Seminar: Synchronization Patterns in Complex Networks: Chimera States and Beyond - Sommersemester 2016

Seminar: Synchronization Patterns in Complex Networks: Chimera States and Beyond
Sommersemester 2016
LV-Nr. 3233 L 606

Prof. Dr. Eckehard Schöll, PhD
Prof. Dr. Yuri Maistrenko
Prof. Dr. Kathy Lüdge
Dr. Anna Zakharova, Dr. Philipp Hövel

Zeit: Dienstag 16:00
Ort: EW 731
Start: 19. April 2016

Der Besuch der Veranstaltung entspricht 3 ECTS Punkten. Mit Vortrag und Ausarbeitung ergeben sich 5 ECTS Punkte.

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.
Kollektives Verhalten von gekoppelten nichtlinearen dynamischen Systemen kann vielfältige Formen annehmen, angefangen von verschiedenen Synchronisationsmustern und der Unterdrückung von Oszillationen bis zu Chimera-Zuständen, die vor kurzem bei vielen Forschern Interesse gefunden haben. 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 beilspielhaft diskutiert.

Synchronization Patterns in Complex Networks: Chimera States and Beyond

Zeitlicher Ablauf

Datum
Titel
Vortragender
Betreuer
19.04.

Vorbesprechung und Einführung
E. Schöll, Y. Maistrenko, K. Lüdge, A. Zakharova, P. Hövel
26.04.

Nonlinear delay differential equations with a slow integral term: fundamental issues & applications in photonic, link
Laurent Larger (Besancon)
YM
03.05*

Oscillation suppression in multi-delay systems [JAU16a]
Lina Jaurigue
KL
10.05.

Control of Oscillator Networks with Symbolic Regression, link
Markus Abel (Potsdam)
ES
17.05.*

Chimera states in hierarchical networks [ULO16]
Jakub Sawicki
IO, AZ
24.05.*

Quantum chimera states 
[BAS15, BAS16]
Eckehard Schöll
31.05.*

Chimeras in neural networks: the role of excitable units [ISE15b]
Moritz Drangmeister
PH
07.06.

Dynamics Days Corfu: no seminar
14.06.*

Cluster synchronization and chimeras states in laser networks [DAH11b, DAH12, BOE15]
Halgurd Taher
BL
21.06.*

Chimeras in neural networks with community structure [HIZ16]
Philipp Loske
PH
28.06.*

Coherence-resonance chimeras in a neural network [SEM16]
Alexander zur
Bonsen
AZ
05.07.*

Tweezers for chimeras in small networks [OME16]
Sebastian Lange
IO
12.07.*

Chimera state collapses and epileptic seizures [AND16]
Teresa Chouzouris
JL
19.07.*

Controlling chimera states [BIC15, SIE14c]
Alexander Schmidt
JL
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 19. April 2016 verteilt.
Die gehaltenen Vorträge sind unter Seminardokumentationen verfügbar. Die Zugangsdaten werden im Seminar bekannt gegeben und können bei erfragt werden.

Ansprechpartner

Literatur zu den Vorträgen

  • [AND16] Andrzejak, R. G. , Rummel, C., Mormann, F. and Schindler, K.: All together now: Analogies between chimera state collapses and epileptic seizures, Sci. Rep. 6, 23000 (2016)
  • [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).
  • [HIZ16] Hizanidis, J. , Kouvaris, N.~E., Zamora-López, G. , Díaz-Guilera, Albert and Antonopoulos, Ch.: Chimera-like states in modular neural networks, Sci. Rep. 6, 19845 (2016)
  • [ISE15b] Isele, T. M., Hizanidis, J. , Provata, A. and Hövel, P.: Controlling Chimera States: The influence of excitable units, Phys. Rev.~E 93, 2, 022217 (2016)
  • [JAU16a] Jaurigue, L . C., Schöll, E. and Lüdge, K.: Oscillation suppression in multi-delay systems, In preparation (2016)
  • [OME16] Omelchenko, I., Omel'chenko, O., Zakharova, A. , Wolfrum, M. and Schöll, E.: Tweezers for Chimeras in Small Networks, Phys. Rev. Lett. 116, 114101 (2016)
  • [SEM16] Semenova, N., Zakharova, A. , Anishchenko, V. S. and Schöll, E.: Coherence-resonance chimeras in a network of excitable elements, arXiv:1512.07036v2 [nlin.AO] (2016)
  • [SIE14c] Sieber, J., Omel'chenko, O. and Wolfrum, M.: Controlling Unstable Chaos: Stabilizing Chimera States by Feedback, Phys. Rev. Lett. 112, 054102 (2014)
  • [ULO16] Ulonska, S., Omelchenko, I., Zakharova, A. and Schöll, E.: Chimera states in hierarchical networks of Van der Pol oscillators, arXiv:1603.00171 (2016)

Zusatzinformationen / Extras

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