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FLUCTUACIONES EN SISTEMAS DINÁMICOS

Curso 2022/2023/Subject's code21156204

FLUCTUACIONES EN SISTEMAS DINÁMICOS

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA


 

M. O. Cáceres, Elementos de estadística de no equilibrio y sus aplicaciones al transporte en medios desordenados. Editorial Reverté, Barcelona, 2003.

La primera parte de este texto es una buena (aunque algo escueta en algunos aspectos) introducción a los conceptos de probabilidad, procesos estocásticos y ecuaciones diferenciales estocásticas considerados en este curso. Es una buena alternativa al material básico del curso para una parte importante del temario. Sin embargo, no trata el tema de las fluctuaciones internas (ecuación maestra), por lo que no puede considerarse como texto base completo del curso. La segunda parte del libro contiene varios capítulos interesantes acerca de algunos fenómenos de transporte, lo que puede resultar de utilidad para ampliar los temas considerados en el curso.

C. W. Gardiner, Stochastic Methods: A Handbook for the Natural and Social Sciences. Springer, Berlín, 2010.

Este es un libro muy recomendable que aborda prácticamente todos los temas de este curso. Escrito de una manera eminentemente práctica, aunque con más detalle de lo que podría esperarse de un "Handbook", trata aspectos de la teoría de probabilidades, procesos estocásticos, ecuaciones diferenciales estocásticas (con una excelente explicación de las diferencias entre la interpretación de Ito y la de Stratonovic), ecuación maestra, etc.. Puede perfectamente ser una alternativa al material básico para el curso.

R. Mahnke, J. Kaupuzs, I. LubashevskyPhysics of stochastic processes. Wiley-VCH, Weinheim, 2009.

En este libro se tratan, de manera bastante técnica pero asequible, casi todos los temas de este curso. La parte dedicada a la ecuación maestra es bastante escueta, pero suficiente para comprender los aspectos básicos. De mayor extensión e interés es la parte dedicada a las ecuaciones diferenciales estocásticas, con una descripción bastante buena de los aspectos técnicos y con un detallado estudio de algunas aplicaciones, entre ellas las transiciones inducidas por ruido.

I. Oppenheim, K. E. Schuler, G. H. Weiss, Stochastic processes in Chemical Physics: the Master Equation. MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1977.

El libro está dividido en dos partes. En la primera se hace una resumida, aunque clara y bien estructurada, descripción teórica de las principales definiciones y propiedades de los procesos estocásticos y de la ecuación maestra. La segunda parte (la más extensa) es una recopilación de algunos de los principales artículos, ya clásicos teniendo en cuenta la fecha de publicación del libro, en los que se han establecido y estudiado las aplicaciones de los procesos estocásticos y la ecuación maestra a diversos sistemas, clásicos y cuánticos, de interés en Física y Química. Hay trabajos de Van Kampen, Pawula, Zwanzig, los propios autores y muchos otros. Por otra parte, no hay nada en el libro relacionado con las fluctuaciones externas, por lo que su utilidad se reduce a la parte de fluctuaciones internas.

N. G. van KampenStochastic processes in Physics and Chemistry. North-Holland, Amsterdam, 1981.

Es una referencia clásica en este campo, con una buena introducción a la teoría de las probabilidades y los procesos estocásticos, y con numerosos ejemplos del efecto de las fluctuaciones (principalmente internas) en diversos sistemas físicos y químicos. En este texto es particularmente brillante el estudio de la ecuación maestra y, sobre todo, el análisis del desarrollo aproximado de la ecuación maestra en función del tamaño del sistema (lo que no es de extrañar, pues ese método fue desarrollado originalmente por el propio autor). Por otra parte, el tema de las fluctuaciones externas es tratado por el autor de una manera más marginal y con poco detalle. Es un libro excelente para ampliar algunos aspectos relacionados con la ecuación maestra.

W. Horsthemke, R. Lefever, Noise-induced transitions. Springer, Berlín, 1984.

Este texto es la referencia "clásica" sobre las fluctuaciones externas (ecuaciones diferenciales estocásticas) para las personas que no son matemáticas. Sobre ese tema hay bastantes referencias matemáticas, escritas con mucho rigor pero difíciles de entender (y sobre todo de aplicar a situaciones concretas) para las personas que no tienen una sólida formación matemática relacionada con la teoría de las probabilidades y los procesos estocásticos. En este libro se explican, con seriedad pero de forma más sencilla y práctica, los conceptos necesarios acerca de las ecuaciones diferenciales estocásticas para estudiar el efecto de las fluctuaciones externas, exponiendo, además, algunos ejemplos detallados. Muy recomendable para esta parte del curso.

D. Henderson, P. Plaschko, Stochastic differential equations in Science and Engineering, World Scientific, Singapore, 2006.

Un libro escrito con el mismo espíritu que el de Horsthemke y Lefever, y que trata exclusivamente el tema de las fluctuaciones externas (ecuaciones diferenciales estocásticas). Tiene un buen capítulo sobre métodos numéricos para resolver ecuaciones diferenciales estocásticas.

R. Toral, P. Colet, Stochastic numerical methods. Wiley-VCH, Weinheim, 2014.

En este libro se presentan con detalle los métodos numéricos necesarios para resolver diversos problemas en los que juegan un papel esencial la teoría de probabilidades y los procesos estocásticos. En particular se detallan los procedimientos numéricos necesarios para resolver ecuaciones diferenciales estocásticas (con ruido blanco y de color) y ecuaciones maestras. Estos procedimientos se acompañan con los códigos necesarios para implementarlos, escritos en Fortran, lo que da una utilidad todavía mayor al libro. Además de la descripción detallada de los métodos numéricos, cada capítulo tiene una breve pero clara introducción teórica acerca del tema que se va a tratar (conceptos de probabilidad, generación de números aleatorios, procesos estocásticos, ecuaciones diferenciales estocásticas, ecuación maestra y otros temas de menor interés para este curso). Un libro muy interesante, con un enfoque moderno del tema.