Murcia, 28 January 2013 - 01 February 2013

PRESENTATION

 

This is the 10th winter school in Dynamical Systems of the DANCE (Dinámica, Atractores y Nolinealidad: Caos y Estabilidad) Spanish network.

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SPONSORS

Commitees

COORDINATORS

Lluís Alsedà (Universitat Autònoma de Barcelona)
Enrique Ponce (Universidad de Sevilla)

 

SCIENTIFIC COMMITTEE

Francisco Balibrea (Universidad de Murcia)
Carmen Chicone (University of Missouri)
Rafael de la Llave (Georgia Tech)
Eduardo Liz (Universidad de Vigo)
Rafael Ortega (Universidad de Granada)

ORGANIZING COMMITTEE

Francisco Balibrea (Universidad de Murcia, e-mail: balibrea@um.es)
José Canovas (Universidad Politécnica de Cartagena, e-mail: jose.canovas@upct.es)
Juan Luís Garcia Guirao (Universidad Politécnica de Cartagena, e-mail: juan.garcia@upct.es)
Víctor Jiménez (Universidad de Murcia, e-mail: vjimenez@um.es)
Antonio Linero (Universidad de Murcia, e-mail: lineroba@um.es)
Gabriel Soler (Universidad Politécnica de Cartagena, e-mail: gabriel.soler@upct.es)
José Carlos Valverde (Universidad de Castilla la Mancha, Jose.Valverde@uclm.es)

 

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 Dynamics of bouncing balls - Dmitry Dolgopyat (University of Maryland, USA)

Abstract

We consider a particle on the line moving in the presence of a force eld and colliding elastically with one or two innitely heavy walls performing a periodic motion. We will study topological, ergodic and statistical properties of this system paying a particular attention to the question of existence of accelerating orbits as well as the rate of acceleration (deceleration).

Outline

  1. Introduction
    1. Basic properties of bouncing ball systems.
  2. Adiabatic invariants.
  3. Normal form for systems with singularities.
  4. Applications of KAM theory.
    1. Absence of acceleration in strong potential.
    2. Accelerating tennis ball.
    3. Bounded orbits for piecewise smooth Ulam pingpong.
  5. Recurrence.
    1. Applications of Poincare recurrence theorem.
    2. Ergodicity and recurrence.
  6. Ergodicity of hyperbolic sawtooth maps.
  7. Central Limit Theorem for Dynamical Systems.
  8. Recurrence in very weak potentials.

References
All the author papers can be found at http://www2.math.umd.edu/~dolgop/papers.html.

Abstract

We begin with the basic concept of "information content" as the number of yes/no questions needed to identify an object. From this we will derive entropy of a partition and then discuss its properties. Next we will pass to the concept of dynamical entropy of a process understood as the average amount of information transmitted per unit of time. We will discuss the connection between entropy and horizontal compression rate. Next, we will prove one of the key entropy theorems - the Shannon-McMillan-Breiman theorem and provide its interpretation. Finally, we will discuss Kolmogorov-Sinai entropy of a dynamical system and relate it to the vertical data compression rate via generator theorems. 

Topics to be covered

  1. Shannon information and entropy
  2. Dynamical entropy of a process
  3. Entropy theorems in processes (incl. Shannon-McMillan-Breiman Theorem)
  4. Kolmogorov-Sinai entropy

Reference
Tomasz Downarowicz:  Entropy in Dynamical Systems, New Mathematical Monographs 18. Cambridge University Press 2011.  PART I

 An introduction to mathematical Neuroscience - Philip Holmes (Princeton University, USA)

Abstract

The course will start by reviewing key ideas in neuroscience, including neurons and action potentials, synapses and neurotransmitters, so that those with little knowledge in the area can appreciate how mathematical models are constructed. After describing such phenomena and some of the mathematical tools (primarily dynamical systems and bifurcation theory), I will discuss cells as electrical circuits, the Hodgkin-Huxley equations that describe action potentials in single neurons, and generalizations to model bursting neurons (e.g. in locomotion, and other rhythmic patterns). I will then consider small networks of neurons coupled by chemical synapses and electrical gap junctions, and describe simplifying reductions to phase oscillators and integrate-and-fire models. I will also include topics such as Hopfield-Grossberg type neural networks, and the course will end with a survey of recent work at the interface of neuroscience and cognitive psychology, in particular, stochastic differential equations as models of human and primate decision making.

 Tomasz Downarowicz
 Dmitry Dolgopyat
 Philip Holmes
 Philip Holmes
 Naeem Alkoumi, Birzeit University (Palestine)
 Lluís Alsedà, Universitat Autònoma de Barcelona (Spain)
 José María Amigó, Universidad Miguel Hernández de Elche (Spain)
 Juan R. Balaguer Tornel, Universidad de Murcia (Spain)
 Francisco Balibrea Gallego, Universidad de Murcia (Spain)
 Francisco Balibrea Iniesta, Universidad de Castilla la Mancha (Spain)
 Roberto Barrio, Universidad de Zaragoza (Spain)
 Abimael Bengochea, Universidad de Sevilla (Spain)
 Noemi Bozek, AGH University of Science and Technology (Poland)
 José S. Cánovas Peña, Universidad Politécnica de Cartagena (Spain)
 Antonio Cascales Vicente, Universidad de Murcia (Spain)
 Oriol Castejón, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Ana Costa Ramón, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Miguel Angel Davó Navarro, Universidad de Murcia (Spain)
 Azahara de la Torre, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Gianluigi  Del Magno, Universidade Técnica de Lisboa (Portugal)
 Sara  Dimas Fernandes, Universidade de Évora (Portugal)
 Jana Dolezelova, Silesian University in Opava (Czech Republic)
 Dmitry Dolgopyat, University of Maryland (USA)
 Zhaoyang Dong, Universitat Autònoma de Barcelona (Spain)
 Tomasz Downarowicz, University of Wroclaw (Poland)
 José G. Espín Buendía, Universidad de Murcia  (Spain)
 Soledad Fernández García, Universidad de Sevilla (Spain)
 José S. García Cremades, Universidad de Murcia (Spain)
 Marina Gonchenko, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Maria Clara Grácio, Universidade de Évora (Portugal)
 Albert Granados Corsellas, INRIA (France)
 Seyedpedram Hashemi, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Rosa M. Herrera, Universidad Politécnica de Madrid (Spain)
 Sandra Hidalgo Vazquez, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Philip  Holmes, University of Princeton (USA)
 Víctor Jiménez López, Universidad de Murcia (Spain)
 Mohammad Koumi, Ministry of education and higher  (Palestine)
 José Antonio Lax Hernández, Universidad de Murcia (Spain)
 Qian Li, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Antonio Linero Bas, Universidad de Murcia (Spain)
 Carlos Lopesino, Universidad de Murcia (Spain)
 Miguel A. Lopez Guerrero, Universidad de Castilla La Mancha (Spain)
 Pilar Lorenzo, Universidad de la República (Uruguay)
 Alejandro Luque, Universitat de Barcelona (Spain)
 Anna Markova, Lobachevsky State University (Russia)
 Stefano Marò, Università di Torino (Italy)
 Himmel Martin, University of Mainz (Germany)
 Johann H. Martínez, Universidad Politécnica de Madrid (Spain)
 Oscar E. Martínez, Universidad Sergio Arboleda (Colombia)
 Gonzalo Martínez, Universidad de Murcia (Spain)
 Angeles Martínez Carballo, Universidad de Zaragoza (Spain)
 Félix Martínez Jiménez, Universitat Politècnica de València (Spain)
 Raquel Martinez Lucas, Universidad de Castilla La Mancha (Spain)
 Ramakanta  Meher, National Institute of Technology (India)
 Pedro Mercader Gómez, Universidad de Murcia (Spain)
 Hani Mohammed, Cairo University (Egypt)
 Leopoldo Morales, Universitat Autònoma de Barcelona (Spain)
 José E. Morales, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 María Muñoz Guillermo, Universidad Politécnica de Cartagena (Spain)
 Marina Murillo Arcila, Universitat Politècnica de València (Spain)
 Carmen Núñez, Universidad de Valladolid (Spain)
 Rafael Obaya, Universidad de Valladolid (Spain)
 Daniel J. Pagano, Universidade Federal de Santa Catarina (Brazil)
 Chara Pantazi, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Enrique Parreño Sanchez, Universidad de Murcia (Spain)
 Alfred Peris, Universitat Politècnica de València (Spain)
 Enrique Ponce, Universidad de Sevilla (Spain)
 Andrés  Rivera Acevedo, Pontificia Universidad Javeriana Cali (Colombia)
 Francisco  Rodenas, Universitat Politècnica de València (Spain)
 Pablo Roldán, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Olga Romaskevich, Moscow State University (Russia)
 Eyal Ron, Free University of Berlin (Germany)
 Flora Sayas, Universidad Pública de Navarra (Spain)
 Ilya Schurov, National Research University - Higher School of Economics (Russia)
 Pablo Serna Martínez, Universidad de Murcia (Spain)
 Teresa Silva, Universidade de Évora (Portugal)
 Adrià Simon, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Kellen M. Siqueira, Universidade Estadual de Campinas (Brazil)
 Lenka Sivakova, Silesian University in Opava (Czech Republic)
 Gabriel  Soler López, Universidad Politécnica de Cartagena (Spain)
 Jakub Sotola, Silesian University in Opava (Czech Republic)
 André Tahim, Universidade Federal de Santa Catarina (Brazil)
 Anna Tamarit Sariol, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Joan Carles Tatjer, Universitat de Barcelona (Spain)
 José C.  Valverde, Universidad de Castilla La Mancha (Spain)
 Jasson Vanegas Guzmán, Universidad Pública de Navarra (Colombia)
 Catalina Vich Llompart, Universitat de les Illes Balears (Spain)
 Enrique Vigil Alvarez, Universidad de Oviedo (Spain)
 Denis Volk, KTH Royal Institute of Technology (Sweden)
 Tong Wu, Universitat Politècnica de Catalunya (Spain)
 Isiah Zaplana, Universitat Politècnica de València (Spain)