Analyse lokaler Eigenschaften zeitlich veränderlicher Interaktionsnetzwerke: Welche Netzwerkkomponenten sind wichtig für die Dynamik?

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Lehnertz
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391934314

Komplexe Netzwerke finden sich in der belebten und unbelebten Natur in nahezu allen Größen. Als Beispiele seien hier Zellverbände (z. B. das Gehirn), Kommunikations- (z. B. das Internet) und Infrastrukturnetzwerke (z.B. Flugverkehr, Stromversogung), soziale Netzwerke und Klimanetzwerke genannt. Ausgehend von einer Charakterisierung von Netzwerkeigenschaften auf verschiedenen Skalen konnten in jüngster Vergangenheit mit Hilfe von sog. zeitlich veränderlichen Interaktionsnetzwerken in vielen Disziplinen weitere Verbesserungen im Verständnis kollektiver dynamischer Phänomene erzielt werden. Das komplizierte Wechselspiel von Struktur und Dynamik stellt jedoch weiterhin eine große Herausforderung für die Erforschung komplexer Netzwerke dar. Dies liegt u. a. daran, dass Fortschritte bei der Identifizierung wichtiger Netzwerkkomponenten (Knoten und Verbindungen), die eine besondere Rolle für Struktur und Dynamik spielen, derzeit durch diverse Einflussfaktoren begrenzt sind.Wir schlagen ein Forschungsprogramm vor, das darauf abzielt, nicht nur wichtige Netzwerkkomponenten besser zu identifizieren, sondern auch deren Eigenschaften besser zu charakterisieren. Mit Hilfe anwendungsorientierter Methodenentwicklungen, Computersimulationen, sowie durch Analysen von realen Netzwerken wollen wir das Verständnis lokaler Eigenschaften im Wechselspiel von Struktur und Dynamik in natürlichen und anthropogenen zeitlich veränderlichen Interaktionsnetzwerken vorantreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen