Noves fronteres en la investigació sobre sincronització en xarxes complexes

sincronitzacio.JPG
sincronitzacio.JPG
Institutional
(20/01/2009)

Al món de la natura, hi ha molts exemples de sistemes connectats i amb comportament sincronitzat (cèl·lules cardíaques, neurones, metabolisme, etc.). La sincronització, descrita per primer cop el 1673 per Christian Juygens, és també un fenomen habitual en el context de la química, la física, la tecnologia, la sociologia, etc., i és també el denominador comú de «Synchronization in complex networks», un article de revisió publicat ara al Physics Reports. Són autors de l'article els investigadors Albert Díaz-Guilera del Departament de Física Fonamental de la Facultat de Física de la UB, Àlex Arenas (URV) i Yamir Moreno (Universitat de Saragossa), entre altres experts.

sincronitzacio.JPG
sincronitzacio.JPG
Institutional
20/01/2009

Al món de la natura, hi ha molts exemples de sistemes connectats i amb comportament sincronitzat (cèl·lules cardíaques, neurones, metabolisme, etc.). La sincronització, descrita per primer cop el 1673 per Christian Juygens, és també un fenomen habitual en el context de la química, la física, la tecnologia, la sociologia, etc., i és també el denominador comú de «Synchronization in complex networks», un article de revisió publicat ara al Physics Reports. Són autors de l'article els investigadors Albert Díaz-Guilera del Departament de Física Fonamental de la Facultat de Física de la UB, Àlex Arenas (URV) i Yamir Moreno (Universitat de Saragossa), entre altres experts.

 La sincronització és un fenomen cooperatiu que s'estén tant a sistemes naturals com a artificials i és un emergent i nou camp d'investigació. L'anàlisi dels processos de sincronització, impulsat pel progrés en el coneixement sobre topologia de les xarxes complexes, ha facilitat una millor comprensió de les propietats emergents dels sistemes connectats en xarxa. L'article del Physics Reports presenta una revisió inèdita dels aspectes bàsics i teòrics de la literatura científica més actual sobre sincronització i complexitat en la connectivitat, sense oblidar el component d'aplicació dels conceptes i les metodologies en altres àmbits del coneixement (biologia, neurociència, enginyeria, computació, economia, ciències socials, etc.).

El treball obre nous escenaris d'interpretació de sistemes en el marc de la sincronització fenomenològica i aporta eines noves per entendre el comportament de poblacions d'oscil·ladors amb connectivitats no trivials, estudiar l'estabilitat de poblacions sincronitzades i discutir les aplicacions recents en camps en principi allunyats del món de la física (economia, biomedicina, epidemiologia, etc.). «En el camp de la sincronització en xarxes complexes, cada problema té una resposta diferent però el marc conceptual és general», apunta Albert Díaz-Guilera, que és cap del Grup de Física i Computació en Sistemes Complexos de la UB.  

La teoria de les xarxes complexes pretén entendre el comportament i les característiques de les xarxes de la natura, interpretar els resultats de simulacions per ordinador, i proposar mecanismes que expliquin les dades observades, entre altres objectius. Tal com apunten els autors en l'article, explorar nous models matemàtics es perfila també com l'objecte d'una intensa activitat investigadora per bastir una teoria general dels processos de sincronització en xarxes complexes. Com a reptes de futur, en l'estudi de les xarxes complexes els científics dirigiran els esforços a entendre quina és la relació entre topologia i funcionalitat des d'un punt de vista de la dinàmica; analitzar com afecta l'estructura de la xarxa a la dinàmica, i de quina manera van sorgint alternatives per optimitzar els processos dinàmics.