Silvia Scarpetta

Dipartimento di Fisica "E.R.Caianiello"

Università di Salerno

Fisciano (SA) Italy

cell: 320 7406429

sscarpetta@unisa.it

Avvisi anno 2021/2022

 il corso Fenomeni Critici e Sistemi Complessi inizierà venerdi 24 settembre alle h11:00

(nell’ aula “Laboratorio di Fisica Computazionale” stecca F)

Avvisi anno 2020/2021

   il corso inizierà venerdi 25 settembre 2020 alle h 9:00



Programma del corso Fenomeni Critici e Sistemi Complessi

--Introduzione
-  richiami sui FENOMENI CRITICI E TRANSIZIONI DI FASE, UNIVERSALITÀ, COMPORTAMENTO CRITICO.
-
DISTRIBUZIONI CON LEGGE DI POTENZA E INVARIANZA DI SCALA

- TEORIA delle RETI COMPLESSE,  misure di centralità,  RETI RANDOM ,  RETI SMALL WORLD E RETI SCALE FREE.

- INTRODUZIONE ALLE NEUROSCIENZE COMPUTAZIONALI, neuroni, memoria, criticalità neurale
-MODELLO DI HOPFIELD e MEMORIA ASSOCIATIVA


SOC : CRITICALITA' AUTO-ORGANIZZATA:
IL MODELLO SOC DI BTW 
BRANCHING MODEL

-APPLICAZIONI DELLA SOC AI FENOMENI NATURALI

- DISORDINE FRUSTRAZIONE E VETRI DI SPIN
-FENOMENI CRITICI in NEUROSCIENZE, IN SISMOLOGIA E IN ALTRI SISTEMI NATURALI (stormi d uccelli, epidemie, forest fires, etc)



MATERIALE DIDATTICO:



1) LEZIONI INTRODUTTIVE
-slide prima lezione introduttiva PPTX   PDF

-letture articoli :

a)Criticality and dynamical scaling in living systems  Munoz 2018 <-

b)The organizing principles of neuronal avalanches: cell assemblies in thecortex? Dietmar Plenz et al Trends in Neuroscience 2007

c)M.E.Newman, Complex Systems: a Survey 2011  (http://arxiv.org/abs/1112.1440)
ME Newmann Power Law Pareto distribution and Zipf's law 2006
d)
MORE IS DIFFERENT  P.W. Anderson   Science 1972

  letture eventuali su PERCOLAZIONE:
- LIBRO Complexity and criticality Imperial college press Kim Christensen N Moloney
capitolo 1 ( e poi capitolo 3 sarà utile per la SOC) .
% [(Fractals and Disordered Systems A Bunde S Havlin Capitolo 2 cioe' "Percolation I". links al %capitolo link1 - link2 - link3)]

2) RETI COMPLESSE:
TEORIA delle RETI COMPLESSE,
  misure di centralità, 
RETI RANDOM ,  RETI SMALL WORLD E RETI SCALE FREE

LIBRO DI RIFERIMENTO  per le RETI complesse:
 COMPLEX NETWORKS di VITO LATORA V. NICOSIA G. RUSSO 2017 cambridge univ press
http://www.complex-networks.net/index.html
Capitoli utili 1-2-3-4-5-6

letture articoli :
- Collective dynamics of ‘small-world’ networks   Watt Strogatz  https://www.nature.com/articles/30918
Statistical mechanics of complex networks Réka Albert and Albert-László Barabási    https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.74.47
- small-world brain networks Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and
functional systems Bullmore Sporns Nature Neuroscience 2009
https://www.nature.com/articles/nrn2575

[ libro aggiuntivo: Dynamical processes on  COMPLEX NETWORKS
A Barrat M Barthelemy, A Vespignani
indice Cambridge university press 2011
Capitoli:  1,2 ,3
link aiVespignaniCapitoli1,2e3 ]



3) INTRODUZIONE ALLE NEUROSCIENZE COMPUTAZIONALI E ALLA MEMORIA ASSOCIATIVA

lezione_slides2

lezione_slides3

Utile per informazioni di base sul neurone e codifica delle informazioni nel sistema neurale il libro di Neuroscienze : Neuroscience di Dale Purves et al.


4) MODELLO DI HOPFIELD della MEMORIA ASSOCIATIVA

-LIBRO Introduction to neural computation Krogh Palmer Hertz
capitolo 1  2 e  10

[LIBRO aggiuntivo Spin glasses Cambridge university press, Fisher Hertz
capitolo 14.2]
-
letture aggiuntive : review-memory-2018-Caswell-Barry , e libro di Amit


 DISORDINE E VETRI DI SPIN:

Introduzione (qualitativa) a frustrazione e spin glass
-LIBRO Spin glasses Cambridge university press, Fisher Hertz
Capitolo [1], 2, [3.3, 3.4]


5) SELF-ORGANIZED CRITICALITY

CRITICALITA' AUTO-ORGANIZZATA, IL MODELLO SOC DI BTW

BRANCHING MODEL

 APPLICAZIONI DELLA SOC AI FENOMENI NATURALI

 - LIBRO Complexity and criticality Imperial college press Kim Christensen N Moloney
capitolo 3

-Libro Self Organizing Criticality H.J. Jensen Cambridge University press 2012

Immagine che contiene testo, cioccolato, pane

Descrizione generata automaticamente


VALANGHE E SOC

letture sui SISTEMI COMPLESSI NEURALI e criticalità:
2006
Optimal dynamical range of excitable networks at criticality O. Kinouchi Mauro Copelli Nature 2006

2018 Criticality and dynamical scaling in living systems Rev Mod Phys. MUNOZ 2018
2007 
The organizing principles of neuronal avalanches: cell assemblies in the cortex?  Plenz 2007

 

---Possibile parte aggiuntiva su:

 Modelli di diffusione di Epidemie : Modelli SI, SIR, SIS …..  (dal libro “Dynamical processes on  COMPLEX NETWORKS” di A Barrat M Barthelemy, A Vespignani
indice  capitolo  9:Epidemics spreading in population networks)

 

%[ Possibile parte aggiuntiva sul NON-EQUILIBRIO E DIRECTED PERCOLATION
-Articolo (e libro) di Haye Hinrichsen:
    Articolo: http://image.sciencenet.cn/olddata/kexue.com.cn/bbs/upload/13633Non-equilibrium_phase_transitions.pdf
    book:Non-Equilibrium Phase Transitions  Haye Hinrichsen capitolo 3
-Libro di R Livi P Politi   Non-Equilibrium Statistical Physics Capitolo 3
-Review 2004 Lubeck : Universal scaling behavior  of non-equilibrium phase transitions
https://www.worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/S0217979204027748
]