Inhalt

 

Die Nichtlineare Physik befasst sich mit der Erforschung der Selbstorganisationsprozesse, die die räumlichen, zeitlichen und funktionalen Strukturen in der uns umgebenden Natur entstehen lassen. Solche Phänomene, wie z.B. die kommen in 

  • Teil I: Einführung

    Was ist Nichtlineare Physik ? Einführung in die Begriffswelt der Nichtlinearen Physik, Inhaltsbeschreibung der Vorlesung
  • Teil II:  Grundlagen der nichtlinearen Dynamik
     
    • Dynamische Systeme (1d, 2d, 3d, delay)
      Phasenraum, Trajektorie, Freiheitsgrade, numerische Integration, Attraktoren, Stabiliät, Bifurkationen, Chaos
    • Diskrete Systeme
      Logistische Abbildung, Feigenbaumszenario
    • Stochastische Differentialgleichungen
      Brownsche Bewegung, Langevin-Gleichung
    • Anwendungsbeispiele
      Populationsdynamik, chemische Reaktionen, selbsterreget Oszillatoren
  • Teil III: Selbstorganisation in komplexen Systemen
     
    • Grundlagen der Selbstorganisation, Synergetik
      Adiabatische Elimination, Grundgedanken der Synergetik, Haken-Zwanzig Modell, Nichtgleichgewichtsphasenübergänge
    • Systeme gewöhnlicher DGLs
      Laser, Neuronendynamik, Synchronisation, Haken-Kelso-Bunz Experiment
    • Partielle DGLs (räumlich ausgedehnte Systeme)
      Konvektion, Strukturbildung in Reaktions-Diffusions-Systemen, Turing-Instabilität, lokalisierte Strukturen
  • Teil IV: Weiterführende Themen
     
    • Analyse komplexer Systeme
      Principal-Component Analyse, Clusterdetektion, Schätzung von Bewegungsgleichungen
    • Netzwerke
      Struktur, Dynamik
    • Handeln in komplexen Systemen
      Steuerung komplexer Systeme, Rückkopplung