Memorias de investigación
Tesis:
A Control approach to Complexity: from Molecular Vibrational Dynamics to Competition Games on Networks
Año:2019

Áreas de investigación
  • Física química y matemáticas

Datos
Descripción
La creciente comprensión de las leyes que rigen la realidad a nuestro alrededor conlleva una búsqueda continua que data de siglos de avances científicos. Actualmente conocemos los principios físicos asociados a muchos sistemas reales, y nuestro entendimiento de un extenso abanico de fenómenos de la realidad ha alcanzado un alto nivel de madurez. Esta evolución del conocimiento ha permitido a la humanidad el diseño de mecanismos, estrategias, aparatos y algoritmos destinados a dominar la dinámica asociada en innumerables aplicaciones y tecnologías. Muchos de estos logros están relacionados con la teoría de control, que es usada en una amplia variedad de escenarios en la industria, la automoción, el sector aeroespacial, la robótica, etc. Todos ellos tienen una fuerte dependencia en el conocimiento de áreas de la física como la mecánica de fluidos, mecánica clásica y cuántica, electromagnetismo, etc. siendo todas ellas disciplinas que actualmente han sido ya ampliamente desarrolladas y comprendidas por la comunidad científica. Por otro lado, en los últimos años se ha alcanzado un conocimiento más avanzado en muchas áreas cuya complejidad impedía hasta ahora una comprensión apropiada de su comportamiento. Este es el caso de muchos campos que actualmente están siendo estudiados desde un nuevo punto de vista, como los mercados bursátiles, las tendencias en la opinión pública, las redes genéticas, la propagación de enfermedades, la neurociencia, etc. La realidad es inherentemente compleja, y el siglo XXI está llamado a ser el de la complejidad, según la opinión de S. Hawking, H. Pagels o E. Wilson [W1198]. Los sistemas complejos son aquéllos cuyo comportamiento es difícil de modelar debido a la naturaleza de las dependencias e interacciones entre sus partes, y la comprensión de dichos sistemas es actualmente una tarea de intensa actividad. La llamada teoría de la complejidad agrupa muchas disciplinas tan diversas como las redes complejas, los fenómenos de emergencia, la teoría del caos, etc. Los fenómenos estructurales y dinámicos que se observan en muchas circunstancias son ahora comprendidos a un mejor nivel gracias a la introducción de nuevas herramientas de análisis (e.g. teoría de redes complejas). Como en el caso de fenómenos más clásicos referidos más arriba, en el caso de sistemas complejos cabe esperar que la ciencia busque métodos y herramientas para el control de dicha complejidad en el beneficio de entidades particulares y de la comunidad general en las sociedades modernas. Por eso el control de sistemas complejos es ya un área de intensa investigación. Esta tesis sigue esta línea de trabajo y se centra en el estudio de los sistemas complejos desde el punto de vista de la teoría de control. El primer problema que hemos estudiado es el control de la dinámica vibracional de sistemas moleculares, de una gran relevancia debido a las aplicaciones en el control de reacciones químicas. El estudio que se ha realizado aquí aporta importantes conclusiones relacionadas con el control de dicha dinámica mediante un campo electromagnético externo variable en el tiempo. En particular se estudia el sistema molecular HCN perturbado mediante un láser de frecuencia variable, en términos del análisis transiciones entre régimen regular y caótico, la disocación molecular y la relación entre ambos con la frecuencia de control del laser usado para excitar las moléculas. Hemos observado que si la frecuencia del láser está en resonancia con las frecuencias del sistema, la proporción de caos es mayor y aumenta la probabilidad de disociación de la molécula. Por otro lado si las relaciones de frecuencia son muy irracionales (multiplos de la razón áurea) más trayectorias regulares sobreviven. Un problema en principio muy diferente, pero que también es estudiado desde la perspectiva del control de sistemas complejos es de juegos en redes. Cuando el control se realiza por parte de dos equipos con finalidades contrarias emergen determinadas dinámicas de
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
22/02/2019

Esta actividad pertenece a memorias de investigación

Participantes

Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Grupo de Sistemas Complejos
  • Departamento: Ingeniería Agroforestal