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TU Berlin

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Zusammenfassung

Lupe

Der Sonderforschungsbereich 910 befaßt sich mit dissipativen, nichtlinearen dynamischen Systemen fern
ab des thermischen Gleichgewichts. Ein charakteristisches Merkmal solcher in Physik, Chemie und Biolo-
gie weit verbreiteten Systeme ist Selbstorganisation, d.h. die spontane Bildung zeitlicher, räumlicher oder raum-zeitlicher Strukturen. Das Ziel des Sonderforschungsbereiches ist es, solche selbstorganisierenden dissipativen Strukturen gezielt zu generieren und zu kontrollieren. Im Rahmen einer interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen angewandten Mathematikern, theoretischen Physikern und Neuro-Informatikern entwickeln wir hierzu neue Kontrollkonzepte und -methoden und modellieren deren Anwendung auf ausgewählte innovative Systeme, die von harter kondensierter Materie bis zu biologischen Systemen reichen und räumliche Skalen von Nanometer bis Mikro- und Millimeter umfassen. Dabei werden verschiedene Kontrollkonzepte aus der nichtlinearen Dynamik und Chaoskontrolle, der klassischen Steuerungs- und Optimierungstheorie, und der Quantenkontrolle zusammengeführt. Eine zentrale Methode im SFB 910 stellen Rückkopplungsschleifen zur Stabilisierung instabiler Zustände dar; ein Beispiel hierfür ist die zeitverzögerte Rückkopplungskontrolle, die wir bereits in den ersten beiden Förderperioden erfolgreich auf neue Systeme angewendet haben. Anwendungsschwerpunkte in der dritten Förderperiode sind erstens die Kontrolle der Dynamik in Quantennanostrukturen und topologischen Quanteninformationssystemen, zweitens Kontrolle komplexer und aktiver Fluide im Nichtgleichgewicht, und drittens Kontrolle erregbarer Medien, wie Herzgewebe und makroskopischen Hirn-Netzwerken.