Los métodos de la física estadística proporcionan una herramienta muy útil a la descripción de fenómenos que, tradicionalmente, no han formado parte de los objetivos de interés de los físicos. Muchos sistemas reales admiten ser representados, en forma abstracta, como conjuntos de unidades dinámicas interactuantes, capaces de dar lugar -como consecuencia de las interacciones- a formas de comportamiento colectivo cualitativamente diferente de la dinámica individual. Este tipo de comportamiento define a los llamados sistemas complejos. La física estadística de sistemas fuera de equilibrio, precisamente, posee y sigue desarrollando técnicas que se adaptan eficientemente a ese esquema abstracto. Su exitosa aplicación a la descripción de procesos de la más diversa naturaleza ha puesto de manifiesto su potencialidad en el estudio interdisciplinario de sistemas complejos. Tales técnicas han sido aplicadas a una amplia clase de objetos de interés que comprende, por ejemplo, las reacciones químicas fuera de equilibrio (relojes químicos, reacciones autocatalíticas), los materiales desordenados (vidrios, medios granulares), las poblaciones biológicas (sistemas celulares y ecosistemas), la evolución y adaptación de las especies (micro y macroevolución), los sistemas neuronales (control de procesos y mecanismos cognitivos), y los sistemas socioeconómicos.
Objetivos de la Orientación
La orientación en Sistemas Complejos de la Maestría en Ciencias Físicas del Instituto Balseiro pretende formar un profesional compenetrado con las posibles aplicaciones interdisciplinarias de la física estadística de sistemas fuera de equilibrio, y capacitado para encararlas en ámbitos de investigación básica y aplicada. Por un lado, el egresado de esta orientación estará familiarizado con una serie de técnicas, tanto analíticas como computacionales, propias de la física estadística. Por otro lado, el egresado poseerá una formación introductoria en áreas de aplicación del análisis de sistemas complejos -tales como biología, ecología y economía. Esta formación introductoria tiene dos objetivos bien definidos. El primero es proveer al profesional con el lenguaje básico que le permita encarar actividades de tipo interdisciplinario. El segundo es bosquejar el marco conceptual en que se desarrollan tales actividades.
Líneas de investigación en el CAB (principalmente en el Grupo de Física Estadística e Interdisciplinaria)
- Propiedades colectivas de sistemas caóticos acoplados
- Procesos dinámicos en redes complejas
- Modelos matemáticos de epidemias y otros sistemas ecológicos
- Fenómenos de propagación no-lineal y en sistemas desordenados
- Disipación cuántica y caos
- Entrelazado cuántico, decoherencia, desorden y fluctuaciones-disipación
- Resonancia estocástica
- Formación de estructuras espacio-temporales en sistemas físicos,
fisico-químicos y biológicos - Modelos matemáticos de fenómenos sociales y económicos
- Dinámica de redes neuronales (sincronización, arquitectura, capacidad de representación)
- Teoría de la información aplicada a sistemas sensoriales
- Sincronización de sistemas acoplados y extendidos
- Propiedades estadística de sistemas biológicos y del lenguaje
Dr. Marcelo Kuperman
Grupo de Física Estadística e Interdisciplinaria
Centro Atómico Bariloche, 8400 Bariloche.
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