Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung (SS24)

Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung

Ort: Gebäude E2 6 - Seminarraum E11 (0.11)
Zeit: Mittwoch, 10 Uhr (c.t.), und Donnerstag, 12 Uhr (s.t.)
Beginn: 17.04.2024
Veranstaltungsnummer: 149535
Poster: poster_ss24_nonlin_dyn.pdf
Modulbeschreibung: Modulhandbuch_MasterPhysik_20220203_NichtlinDyn.pdf
Moodle: Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung

Zielgruppe: Das Modul gibt Einblicke in unsere aktuelle Forschung im Bereich nichtlineare Dynamik, Chaos und Strukturbildung. Es ist für Studierende, die Interesse an einer Master- oder Bachelorarbeit bei uns haben, besonders zu empfehlen. Studierende aus dem Master-Bereich (z.B. im Master-Studiengang Physik, Biophysik, Quantum Engineering, Informatik/Computer Science, Data Science and Artificial Intelligence), sind uns herzlich willkommen, ebenso wie interessierte BSc-Studierende, Promovierende und Gäste.

Kurzzusammenfassung (in English): Nonlinear dynamics and pattern formation study how complex systems create ordered patterns. From biological oscillators to chemical reactions, we explore systems far from equilibrium. Through mathematics and theoretical physics, we uncover the principles behind the formation of coherent structures, shedding light on phenomena like turbulence and synchronization. This module provides an understanding of bifurcations, chaos, and emergence of order in natural and artificial systems.

Ansprechpartner:
Dr. habil. Philipp Hövel: philipp.hoevel(at)uni-saarland.de, Raum 4.03, Gebäude E2 6

Inhalt:

  1. Einführung: Dynamische Systeme
  2. Bifurkationen
  3. Chaos (inkl. Kontrolle)
  4. Strukturbildung und Muster (inkl. Defekte und Fronten)
  5. Zusammenfassung

Terminplan

DatumTitelÜbungsblätter
17.04.20241. Einführung: Dynamische Systeme 
18.02.20241.1 Vektorfelder als dynamisches System 
24.04.20241.2 Stabilität und Langzeitverhalten  
25.04.20242. Bifurkationen: 2.1 Eigenwert-Null-Bifurkationen 
01.05.2024Tag der Arbeit 
02.05.2024Übung 1Ausgabe 1. Blatt
02.05.2024Kathy Lüdge (TU Ilmenau): "Photonic Reservoir Computing"
Physikalisches Kolloquium (16 Uhr c.t. Gebäude C6.4, Hörsaal II)		 
08.05.20242.2 Hopf-Bifurkation 
09.05.2024Christi Himmelfahrt 
15.05.20242.3 Lokale Bifurkationen von Grenzzyklen 
16.05.2024Übung 2Ausgabe 2. Blatt, Abgabe 1. Blatt
22.05.20242.4 Globale Bifurkationen von Grenzzyklen 
23.05.20242.5 Bifurkationen räumlicher Muster
3.1 Chaos: Klassifikation
3.2 Chaos: Definition		 
29.05.2024Übung 3Ausgabe 3. Blatt, Abgabe 2. Blatt
30.05.2024Fronleichnam 
05.06.20243.3 Seltsame Attraktoren 
06.06.20243.4 Chaos-Kontrolle 
12.06.2024Übung 4Ausgabe 4. Blatt, Abgabe 3. Blatt
13.06.20244.1 Strukturbildung und Muster: Einführung
4.2 Komplexe Ginzburg-Landau-Gleichung		 
14.06.2024Exkursion zur Ausstellung Ordnung und Chaos (Moderne Galerie)
Treffpunkt: 16:30 am Eingang		 
19.06.2024Termin entfällt 
20.06.2024Termin entfällt 
26.06.20244.2 Komplexe Ginzburg-Landau-Gleichung 
27.06.2024Übung 5Ausgabe 5. Blatt, Abgabe 4. Blatt
27.06.2024Andreas Amann (University College Cork): Multifunctionality in Reservoir Computers
Physikalisches Kolloquium (16 Uhr c.t. Gebäude C6.4, Hörsaal II)		 
03.07.20244.3 Reaktionsdiffusionssysteme 
04.07.20244.4 Beipsielsysteme räumliche Muster (Fronten, Spiralwellen) 
10.07.2024Übung 6Ausgabe 6. Blatt, Abgabe 5. Blatt
11.07.20244.4 Beipsielsysteme räumliche Muster (Instabilitäten) 
17.07.20244.4 Beipsielsysteme räumliche Muster
5. Zusammenfassung		 
18.07.2024Übung 7Abgabe 6. Blatt
18.07.2024Pawel Romanczuk (HU Berlin): Self-organization, Criticality and Collective Information Processing in Animal Groups
Physikalisches Kolloquium (16 Uhr c.t. Gebäude C6.4, Hörsaal II)		 
24.07.2024Termin entfällt 
25.07.2024Termin entfällt 

 

Literatur

Weitere Litereatur wird im Laufe der Vorlesung bekanntgeben.

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Vortragsreihen: