Impacto de las interacciones de alto orden en dinámicas de sincronización

Ramoneda Perales, Shanti
Gómez Gardeñes, Jesús (dir.) ; Lamata Otín, Santiago (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2024
Física de la Materia Condensada department, Física de la Materia Condensada area

Graduado en Física

Abstract: Este trabajo explora el efecto que tiene la introducción de interacciones de alto orden sobre distintas dinámicas de sincronización. Se ha postulado en la literatura que las interacciones de alto orden cambian la naturaleza de la transición de fase hacia el estado sincronizado, que pasa de ser de segundo orden en su ausencia, a de primer orden o explosiva cuando se las incluye. El objetivo de este trabajo es desafiar esta conjetura. Para ello, se parte del modelo Kuramoto como modelo base y se exponen las razones por las que las interacciones de alto orden producen transiciones de fase de primer orden o explosivas en este caso. Se muestra que este fenómeno ocurre bajo ciertas condiciones, pero no es generalizable a todas las dinámicas de sincronización o estructuras de interacciones. En concreto, mostramos que en otras dinámicas como la de consenso, un modelo de células marcapasos y el modelo Izhikevich para neuronas, la naturaleza de la transición de fase no cambia pese a haber interacciones de alto orden. También se muestra para el modelo Kuramoto, como a pesar de haber interacciones de alto orden, si la estructura es geométrica con un alto grado de solapamiento de las interacciones de alto orden, la transición de fase tampoco cambia de naturaleza. Por último, proponemos un modelo más realista de interacción tripartita neurona-glia-neurona para intentar caracterizar un escenario más realista en el que las interacciones de alto orden desempeñan un papel importante.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado