Phase transitions and stability of dynamical processes on hypergraphs
Resumen: Hypergraphs naturally represent higher-order interactions, which persistently appear in social interactions, neural networks, and other natural systems. Although their importance is well recognized, a theoretical framework to describe general dynamical processes on hypergraphs is not available yet. In this paper, we derive expressions for the stability of dynamical systems defined on an arbitrary hypergraph. The framework allows us to reveal that, near the fixed point, the relevant structure is a weighted graph-projection of the hypergraph and that it is possible to identify the role of each structural order for a given process. We analytically solve two dynamics of general interest, namely, social contagion and diffusion processes, and show that the stability conditions can be decoupled in structural and dynamical components. Our results show that in social contagion process, only pairwise interactions play a role in the stability of the absorbing state, while for the diffusion dynamics, the order of the interactions plays a differential role. Our work provides a general framework for further exploration of dynamical processes on hypergraphs.
Idioma: Inglés
DOI: 10.1038/s42005-021-00525-3
Año: 2021
Publicado en: Communications Physics 4 (2021), 24 [9 pp]
ISSN: 2399-3650

Factor impacto JCR: 6.497 (2021)
Categ. JCR: PHYSICS, MULTIDISCIPLINARY rank: 16 / 86 = 0.186 (2021) - Q1 - T1
Factor impacto CITESCORE: 8.2 - Physics and Astronomy (Q1)

Factor impacto SCIMAGO: 2.13 - Physics and Astronomy (miscellaneous) (Q1)

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA/ER36-20R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MINECO-FEDER/FIS2017-87519-P
Tipo y forma: Artículo (Versión definitiva)
Área (Departamento): Área Física Teórica (Dpto. Física Teórica)

Creative Commons Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.


Exportado de SIDERAL (2023-05-18-14:08:03)


Visitas y descargas

Este artículo se encuentra en las siguientes colecciones:
Artículos > Artículos por área > Física Teórica



 Registro creado el 2021-05-13, última modificación el 2023-05-19


Versión publicada:
 PDF
Valore este documento:

Rate this document:
1
2
3
 
(Sin ninguna reseña)