Abordarea prin termodinamică statistică a sistemelor complexe: Se vor combina studii ale termodinamice statistice aplicate la sistemele complexe abordate de jos în sus, cât și de sus în jos. Această abordare leagă ecuațiile descriptive ale dinamicii stocastice coarse-grained cu mărimi termodinamice construite matematic, precum entropia, energia sau temperatura. Pe lângă studiile pur teoretice, cercetarea noastră are, de asemenea, o latură de extragere a datelor și de experimentare, prin colectarea de date electronice pentru a demonstra validitatea ipotezei modelului și pentru a testa rezultatele obținute.
Proiectul PN-III-P4-ID-PCE2020-0647 intitulat „Statistical Thermodynamics Approach to Complex Systems” este un Proiect de Cercetare Exploratorie implementat la Universitatea Babeș-Bolyai și finanțat de Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI). Directorul proiectului este prof. dr. Néda Zoltán. Bugetul total al proiectului este de 1 198 032 lei.
culegerea datelor experimentale relevante și analizarea acestora în viziunea modelelor evolutive
abordare de jos în sus care pornește de la ecuațiile microscopice de evoluție și vizează comportamentul de echilibru al sistemului
abordare de sus în jos în care mărimile termodinamice sunt generalizate pentru sistemul investigat și sunt verificate la nivel de microstări
Extinderea metodelor termodinamicii statistice clasice și moderne la sisteme complexe nefizice este departe de a fi o problemă riguros rezolvată. În prezent, nu avem o metodă bine justificată pentru a alege dintre o varietate de entropii sau alte măsuri ale complexității atunci când intenționăm să caracterizăm nivelul de complexitate al unui sistem. Înțelegerea noastră este, de asemenea, incompletă pentru utilizarea altor variabile termodinamice într-o descriere fenomenologică a acestor sisteme.
Pentru abordarea de jos în sus am anticipat deja din studii recente bazate pe ecuații master generalizate că formula adecvată pentru entropie poate depinde de categoria dinamicii și a stării staționare la care converg sistemele complexe studiate. Obiectivul nostru este să studiem în detaliu unele dintre sistemele complexe deja menționate într-o lucrare de revizuire a noastră și să construim mărimi termodinamice pentru acestea pe baza ecuațiilor de evoluție microscopice (de obicei o ecuație master dinamică) și a comportamentului staționar al sistemelor. Avem în vedere să reconsiderăm modele dinamice privind distribuția veniturilor și a bogăției, dinamica indicelui bursier, distribuția abundenței populației în sisteme biologice și complexe, rețele sociale și economice complexe, statisticile cutremurelor/fulgerelor și producția de particule în experimente de mare energie. Aceste studii ne pot conduce și în direcția fizicii statistice de neechilibru, deoarece vor fi investigate și procesele și distribuțiile care apar în timpul proceselor dinamice de neechilibru. Sistemele alese sunt interesante și pentru aplicații practice.
Pentru abordarea de sus în jos intenționăm să construim mărimi termodinamice pentru sistemul complex vizat, care ajută la interpretarea statisticilor staționare observate și a legilor universal valabile în sistemul investigat. Dacă mărimile termodinamice sunt riguros definite, putem construi ecuații de stare care pot prezice relații interesante între parametrii relevanți ai sistemului. Un exemplu imediat în acest sens este bogăția în sistemele sociale, unde știm deja că o entropie generalizată (Tsallis q-entropy) ar putea fi adecvată. Maximizarea acestei entropii pentru o bogăție medie fixăduce la distribuția q-exponențială care pare adecvată pentru a descrie întreaga funcție de distribuție a bogăției. Se poate merge mai departe și să caute alte mărimi termodinamice pentru acest sistem, cum ar fi energia, temperatura etc. Definirea acestor mărimi astfel încât să fie compatibilă cu q-aditivitatea entropiei ne-ar putea permite să continuăm printr-o descriere fenomenologică a sistemelor investigate prin descoperirea unor relații importante între acestea. În ceea ce privește măsurile care caracterizează nivelul de complexitate în clasa sistemelor vizate, ar putea fi adecvată o entropie sau cantități adecvate legate de aceasta. Vom pleca de la entropia riguros definită și vom generaliza aceasta la alte formule, care sunt deja folosite pentru a cuantifica nivelul de inegalitate (indicele Gini de exemplu) sau alte măsuri de impurități.
Raport de progres 2021
» citeste raportul etapei 1 (RO)
» citește prezentarea generală a etapei 1(EN)
Raport de progres 2022
» citeste raportul etapei 2 (RO)
» citește prezentarea generală a etapei #2 (EN)
Raport final
» citeste raportul final al proiectului (RO)
» citeste rezumatul raportului final al proiectului (EN)
I. Gere, S. Kelemen, G. Toth. TS Biro and Z. Neda, Wealth distribution in modern societies: Collected data and a master equation aproach, Physica A - Statistical Mechanics and its Applications, vol. 581, art. nr. 126194 (2021) DOI: 10.1016/j.physa.2021.126194
A. Gergely, Cs. Paizs, R. Totos and Z. Neda, Oscillations and collective behavior in convective flows, Physics of Fluids vol. 33, art. 124104 (2021), DOI: 10.1063/5.0073347
I. Gere, Sz. Kelemen, TS. Biró and Z. Néda, Wealth Distribution in Villages. Transition From Socialism to Capitalism in View of Exhaustive Wealth Data and a Master Equation Approach, Front. Phys. vol. 10 art. 827143 (2022) DOI: 10.3389/fphy.2022.827143
TS. Biró, A. Telcs, M. Józsa and Z. Néda 2, f-Gintropy: An Entropic Distance Ranking Based on the Gini Index, Entropy, vol. 24, art. 407 (2022) DOI: 10.3390/e24030407
A. Gergely and Z. Néda, Computational Fluid Dynamics Approach for Oscillating and Interacting Convective Flows, Fluids vol. 7, art. 339 (2022) DOI: 10.3390/fluids7110339
TS. Biró, Z. Néda, Thermodynamical Aspects of the LGGR Approach for Hadron Energy Spectra, Symmetry vol. 14, art. 1807 (2022) DOI: 10.3390/sym14091807
T. S. Biró, Kaniadakis' Entropy Leads to Particle-Hole Symmetric Distribution, Entropy 24, 9, 1217 (2022) DOI: 10.3390/e24091217
T. S. Biró, Jean Cleymans, Stringy Thermal Model, Tsallis Quantum Statistics, Physics 4, 873-879 (2022) DOI: 10.3390/physics4030056
A. Kuki, F. Járai-Szabó, A. Gergely, I. Gere, Z. Néda, S. Lipcsei, D. Ugi, PD. Ispánovity, Z. Dankházi, I. Groma, Statistical analogies between earthquakes, micro-quakes and avalanches in the 1D Burridge-Knopoff model, Geofizika 40, 1-27 (2023) DOI: 10.15233/gfz.2023.40.4
T. S. Biró, A. Telcs, M. Józsa, Z. Néda, Gintropic scaling of scientometric indexes, Physica A, 618, 128717 (2023) DOI: 10.1016/j.physa.2023.128717
Z. Neda, T.S. Biro, G. Toth, I. Gere, Sz. Kelemen, The growth and reset model for social inequalities, 11-th Polish Symposium on Physics in Economy and Social Sciences, 01.07-03.07 2021
Z. Neda, A unified approach to wealth and income inequalities in modern societies, MECO47 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), 12-14 June 2022, Erice, Italy
M. Józsa, M. Ercsey-Ravasz and Zs.I. Lázár, Investigating brain wiring by simple statistical models, MECO47 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), 12-14 June 2022, Erice, Italy, PDF
Sz. Kelemen, I. Gere, T. Biro and Z. Neda, Wealth inequalities in different socio-economic situations, Exhaustive data and a general modelling framework, MECO 47 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), 12-14 June 2022, Erice, Italy, PDF
A. Gergely, B. Sándor, Cs. Paizs, R. Tötös, Z. Néda, Oscillation and synchronization of diffusion flames in a hydrodynamic approach, MECO 47 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), 12-14 June 2022, Erice, Italy, PDF
Z. Neda, The growth and reset dynamics in Complex Systems, BIODYNAMICS, A transdisciplinary approach - invited talk, Academia Romana si Institutul de Biodinamica, Bucuresti, 19-21 May, 2022
I. Gere, Sz. Kelemen, T.S. Biro and Z. Neda, Wealth inequality patterns based on exhaustive sampling. Data mining and modelling., Econophysics Colloqium 2022, August 24-26, 2022, Thessaloniki, online
Sz. Kelemen, M. Jozsa and Z. Neda, Estimation of the Gini coefficient from incomplete datasets., Econophysics Colloqium 2022, August 24-26, 2022, Thessaloniki, online
T. S. Biró, M. Józsa, S. Kelemen, I. Gere, and Z. Néda, The Local Growth and Global Reset (LGGR) model and its applicability for complex systems, MECO48 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), May 22-26, 2023, Stara Lesna, Slovakia
S. Kelemen, M. Józsa and Z. Néda, The Gini coeficient from incomplete data, MECO48 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), May 22-26, 2023, Stara Lesna, Slovakia
S. Kelemen, M. Józsa, T. Hartel, C. György, and Z. Néda, Tree size distribution in the perspective of the Local Growth and Global Reset (LGGR) model, MECO48 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), May 22-26, 2023, Stara Lesna, Slovakia
A. Gergely, A. Kuki, S. Lipcsei, Z. Néda, Stick-slip dynamics of a 1D Burridge-Knopoff type spring-block system on a treadmill, MECO48 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), May 22-26, 2023, Stara Lesna, Slovakia
B. Sandor, A. Rusu, K. Denes, Z.I. Lazar and M. Ercsey-Ravasz, Novel measures for state-transition networks, MECO48 (Middle European Cooperation in Statistical Physics), May 22-26, 2023, Stara Lesna, Slovakia
Attila Gergely, Sándor Szakács, Ágnes Gál, Mihai Ciocîrlan, Zoltán Néda, Fluctuations of CO2 concentration inside a mofette long-term, high-frequency monitoring and a simple model, SigmaPhi2023 (International Conference on Statistical Physics), July 10-14, 2023, Chania-Crete, Greece
Szabolcs Kelemen, Máté Józsa, Zoltán Néda, Handling incomplete information: Gini coefficient from coarse-grained data SigmaPhi2023 (International Conference on Statistical Physics), July 10-14, 2023, Chania-Crete, Greece
Tamas Biro, Andras Telcs, Mate Jozsa, Zoltan Neda, Gintropic limits and scaling for the Hirsch index SigmaPhi2023 (International Conference on Statistical Physics), July 10-14, 2023, Chania-Crete, Greece
Z. Néda, Wealth and income inequalities in the perspective of the LGGR model Econophysics Colloqium 2023, July 30 - August 5, 2023, Lipari, Italy, abstract book p. 17
T. S. Biró, Az entrópia története - Clausiustól a mesterséges intelligenciáig/ The History of Entropy - from Clausius to AI, TTK23 (XVI. Tudomány- és Technikatörténeti Konferencia), 2023, July 29 - August 2, 2023, Salonta, Romania, proceedings book p. 1-10
B. Sandor, A. Rusu, K. Denes, Z.I. Lazar and M. Ercsey-Ravasz, Measuring the dynamical variability of state-transition networks DDE2023 (XLIII Dynamics Days Europe), September 3-8, 2023, Napoli, Italy, abstract book p. 313
Z. Néda, Oscillation and Synchronization in Convective Flows DDE2023 (XLIII Dynamics Days Europe), September 3-8, 2023, Napoli, Italy
» Understanding social inequalities
Bază de date cuprinzătoare pentru populațiile de arbori de pe insula Barro-Colorado. Datele sunt obținute prin Institutul Smithsonian.
Descarcă datele BCISeturi de date cutremure cu timpul scurs (în secunde) de la un eveniment arbitrar zero și magnitudine transformată în cuante proporționale cu energia totală disipată.
Descarcă seturile de date cutremureSeturile de date utilizate pentru calcularea distribuției averii pentru „comuna Sâncraiu”, județul Cluj, România.
Descarcă seturile de date privind distribuția bogățieiSeturi de date fulgere, selectate de la serviciul de date API de raportare meteo al Institutului de Meteorologie Finlandeză pentru anul 2020.
Descarcă datele de fulger
drd.
Gere István
drd.
Kelemen Szabolcs
drd.
Gergely Attila
drd.
Józsa Máté
