00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Superdifusão de caminhadas markovianas e não-markovianas
Autor(es): Lima, Marcelo Felisberto de
Primeiro Orientador: Cavalcanti, Solange Bessa
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Mohan, Madras Viswanathan Gandhi
metadata.dc.contributor.referee1: Cressoni, José Carlos
metadata.dc.contributor.referee2: Pereira, Leonardo Viana
Resumo: Caminhadas aleatórias são ferramentas usadas na física estatística para descrever quantitativamente a evolução de sistemas dinâmicos. Tais sistemas existem na natureza e cada sistema requer uma abordagem única. Modelos de movimento de organismos biológicos são construídos baseados na aleatoriedade observada em estratégias de busca. Modelos Markovianos tentam fielmente reproduzir o comportamento do movimento de animal, por exemplo a tendência para reter memória direcional. São conhecidos dois modelos de caminhadas aleatórias que, independentemente, descrevem buscas aleatórias. Caminhadas aleatórias correlacionadas (CRW, Correlated Random Walk) descrevem eventos de re-orientação via uma distribuição de ângulos de rotação entre os sucessivos passos. Ao contrário, uma caminhada de Lévy (LW, Lévy Walk) usa uma distribuição uniforme de ângulos de rotação para os eventos de re-orientação com uma distribuição tipo lei de potência (i.e. para a cauda) para o tamanho dos passos. Nesta dissertação, nós introduzimos um novo modelo híbrido chamado caminhada Lévy Correlacionado (CLW, Correlated Lévy Walk). Esse modelo usa tanto distribuição não uniforme de ângulos de rotação para os eventos de re-orientação como uma distribuição de tamanho de passos com cauda seguindo uma lei de potência. Nós aplicamos este modelo para descrever movimento animal e discutir as propriedades estatísticas de tais caminhadas. Em uma segunda parte desta dissertação, nós revisamos uma importante classe de processos estocásticos não-Markovianos, baseado em estudos recentes de caminhadas com memória ilimitada gerada através de um processo de decisão binária com memória parcial ou completa da história do sistema.
Abstract: Random walks are tools used in statistical physics to quantitatively describe the evolution of dynamical systems. Such systems are ubiquitous in Nature and each system requires a unique approach. Models of the motion of biological organisms are constructed based on the randomness observed in search strategies. Markovian models attempt to faithfully reproduce the movement behavior of animals, for example the tendency to retain directional memory. Two independent markovian models are known that describe random searches. Correlated Random Walks (CRW) describe re-orientation events via a distribution of turning angles between successive steps. In contrast, a Lévy Walk (LW) uses a uniform turning angle distribution with a Power law tailed distribution for the step lengths. In this thesis, we introduce a new hybrid model called Correlated Lévy Walk (CLW). This model uses both a nonuniform turning angle distribution as well as a power Law tailed step length distribution. We apply this model to describe animal movement and discuss the statistical properties of such walks. In the second part of this thesis, we review an important class of stochastic non-Markovian processes, based on recent studies of walks with unlimited memory generated from a binary decision process with partial or complete recall of the history of the system.
Palavras-chave: Caminhadas de Lévy
Caminhadas aleatórias
Probabilidades
Caminhadas não-markovianas
Markov, Processos de
Lévy Walk
Random walks
Probabilities
Non-Markovian walks
Markov, Processes of
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: LIMA, Marcelo Felisberto de. Superdifusão de caminhadas markovianas e não-markovianas. 2019. 72 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2007.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4764
Data do documento: 25-mai-2007
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