Dr hab. Bartłomiej Dybiec Kraków, 24 marca 2014 Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński ul. W. Reymonta Kraków

Transkrypt

1 Dr hab. Bartłomiej Dybiec Kraków, 24 marca 2014 Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński ul. W. Reymonta Kraków Curriculum Vitae Imię i nazwisko Bartłomiej Dybiec Rok urodzenia 1977 Adres Zakład Fizyki Statystycznej Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński ul. W. Reymonta Kraków Telefon Fax bartek@th.if.uj.edu.pl Strona www Edukacja 2011 Doktor habilitowany nauk fizycznych. Rozprawa habilitacyjna Transport anomalny i jego własności. 12 maja 2011 r. kolokwium habilitacyjne oraz nadanie stopnia doktora habilitowanego nauk fizycznych przez Radę Wydziału FAiIS UJ Doktor nauk fizycznych. Wyróżniona rozprawa doktorska Stochastic Resonant Effects in Systems Driven by Stable Noises (Zjawiska rezonansowe wywołane szumami stabilnymi) napisana pod opieką prof. dr hab. Ewy Gudowskiej-Nowak (ZFS, IF UJ). 30 maja 2005 r. publiczna obrona rozprawy doktorskiej. 2 czerwca 2005 r. nadanie stopnia doktora nauk fizycznych przez Radę Wydziału FAiIS UJ Letnia Szkoła Układów Złożonych, Uniwersytet Środkowo Europejski w Budapeszcie (Węgry) Studia doktoranckie w Instytucie Fizyki UJ Magister nauk fizycznych (dyplom z wyróżnieniem), fizyka teoretyczna, Instytut Fizyki UJ Studia magisterskie Uniwersytet Jagielloński, kierunek fizyka, specjalizacja fizyka teoretyczna Studium Zarządzania i Biznesu Uniwersytetu Jagiellońskiego Egzamin dojrzałości zdany z wyróżnieniem. Finalista ogólnopolskiej XLV Olimpiady Fizycznej V Liceum Ogólnokształcące im. A. Witkowskiego (Kraków), klasa uniwersytecka o profilu matematyczno fizycznym.

2 Doświadczenie zawodowe aktualnie (od 2008) Adiunkt w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. od 2011 opiekun jednego doktoranta 2011/2012 roczny pobyt naukowo-badawczy w Center for Models of Life Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze. od 2009 Promotor czterech prac magisterskich Asystent w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. wiosna/lato 2007 Sześciomiesięczny pobyt naukowo-badawczy w Center for Models of Life Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze (stypendium wyjazdowe Fundacji na rzecz Nauki Polskiej). jesień/zima Sześciomiesięczny pobyt naukowo-badawczy w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Humboldta w Berlinie (Marie Curie TOK COCOS). 2006/ Współpracownik w realizacji projektu Correlations in Complex Systems (6th EU Framework Program Contract No. MTKD-CT Marie Curie TOK COCOS) Doktorant stażysta w Zakładzie Fizyki Statystycznej Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wykonawca badań w ramach grantu Zjawiska rezonansowe wywołane szumami stabilnymi KBN 1PO3B (promotorski). Współpracownik w realizacji projektu Nowe zwiazki modeli macierzy przypadkowych z fundamentalnymi teoriami cechowania wykonywanego w ramach grantu KBN 2P03B Główny wykonawca projektu Plant and animal disease on lattices and networks dissemination and prevention realizowanego w ramach grantu Young Scientist Programme: KBN British Council WAR/342/02 ( styczeń 2004 Pobyt w Department of Plant Sciences, Epidemiology and Modelling Group, University of Cambridge, Cambridge (Wielka Brytania), badanie, tworzenie i analizowanie modeli epidemiologicznych. jesień 2003 Pobyt w Department of Plant Sciences, Epidemiology and Modelling Group, University of Cambridge, Cambridge (Wielka Brytania), badanie, tworzenie i analizowanie modeli epidemiologicznych. od 2002 Członek komitetu organizacyjnego Marian Smoluchowski Symposia on Statistical Physics Sekretarz Naukowy Zakładu Fizyki Statystycznej. lato 2002 Uczestnik szkoły letniej Complex Systems 2002 (Budapeszt, Węgry) organizowanej przez Uniwersytet Środkowo Europejski (Budapeszt, Węgry) i Instytut Santa Fe (Santa Fe, USA). jesień 2000 Pobyt w King s College London (Londyn, Wielka Brytania), stypendium naukowe w ramach programu TEMPUS. od 2000 Aktywny uczestnik konferencji (40 konferencje, 17 referatów, 16 plakatów). od 2000 Prelegent na licznych seminariach krajowych i zagranicznych (42 razy). od 2002 Autor lub współautor 50 publikacji naukowych. Autor lub współautor czterech rozdziałów w książkach oraz dwóch artykułów popularnonaukowych. od 2004 Recenzent dla: Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. E, EPL (Europhys. Lett.), Phys. Lett. A, J. R. Soc. Interface, Eur. Phys. J. B., J. Phys. Chem., Physica A, Acta Phys. Pol. B., Int. J. Mod. Phys. C, Chinese Phys Lett. i innych.

3 Nagrody i wyróżnienia 2010 Stypendium Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnego młodego naukowca Stypendium konferencyjne Fundacji na rzecz Nauki Polskiej 2010 Stypendium wyjazdowe w ramach programu European Science Foundation EPSD (Exploring Physics of Small Devices) Nagroda im. H. Niewodniczańskiego dla wybitnego absolwenta fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego Grant wspomagający Fundacji na rzecz Nauki Polskiej Stypendium zagraniczne dla młodych doktorów Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (Program KOLUMB) Roczne stypendium krajowe dla młodych uczonych Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (Program START przedłużenie na rok 2006) Roczne stypendium krajowe dla młodych uczonych Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (Program START) Wyróżniona rozprawa doktorska Stypendium wyjazdowe w ramach programu European Science Foundation STOCHDYN (Stochastic Dynamics: Fundamentals and applications) Grant promotorski Komitetu Badań Naukowych Zjawiska rezonansowe wywołane szumami stabilnymi Stypendium wyjazdowe SPIE Stypendium w ramach programu Young Scientist Programme organizowanego przez British Council i Ministerstwo Edukacji Narodowej Dyplom ukończenia studiów z wyróżnieniem Stypendium za wybitne wyniki w nauce Uczestnik finału XLV Olimpiady Fizycznej.

4 Dr hab. Bartłomiej Dybiec, Kraków, 24 marca 2014 Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński ul. W. Reymonta Kraków Wykaz wszystkich publikacji z okresu pięciu lat kalendarzowych ( ) poprzedzających rok złożenia wniosku. 1. B. Dybiec, SIR model of epidemics spread with accumulated exposure, Eur. Phys. J. B 67, 377 (2009). 2. B. Dybiec, A. Kleczkowski and Ch. A. Gilligan, Modelling control of epidemics spreading by long-range interactions, J. R. Soc. Interface 6, 941 (2009). 3. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Lévy stable noise induced transitions: Stochastic resonance, resonant activation and dynamic hysteresis, J. Stat. Mech. P05004 (2009). 4. E. Gudowska-Nowak, B. Dybiec, P. F. Góra, R. Zygadło, Stochastic diffusion: From Markov to non-markov modeling, Acta Phys. Pol. B 40, 1263 (2009). 5. B. Dybiec, Anomalous diffusion: Temporal non-markovianity and weak ergodicity breaking, J. Stat. Mech. P08025 (2009). 6. B. Dybiec, Lévy noises: Double stochastic resonance in a single-well potential, Phys. Rev. E 80, (2009). 7. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Anomalous diffusion and generalized Sparre Andersen scaling, EPL (Europhys. Lett.) 88, (2009). 8. B. Dybiec, Epidemics with short and long-range interactions: Role of vector dispersal patterns, Eur. Phys. J. B. 72, 685 (2009). 9. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Discriminating between normal and anomalous random walks, Phys. Rev. E 80, (2009). 10. B. Dybiec, Anomalous diffusion on finite intervals, J. Stat. Mech. P01011 (2010). 11. B. Dybiec, Approaching stationarity: Competition between long jumps and long waiting times, J. Stat. Mech. P03019 (2010). 12. B. Dybiec, Universal character of escape kinetics from finite intervals, Acta Phys. Pol. B 41, 1127 (2010). 13. B. Dybiec, Suppressing anomalous diffusion by cooperation, J. Phys. A: Math. Gen. 43, (2010). 14. B. Dybiec, I. M. Sokolov, A. V. Chechkin, Stationary states in single-well potentials under symmetric Lévy noises, J. Stat. Mech. P07008 (2010). 15. B. Dybiec, Escape from the potential well: Competition between long jumps and long waiting times, J. Chem. Phys. 133, (2010). 16. B. Dybiec and E. Gudowska-Nowak, Subordinated diffusion and CTRW asymptotics, Chaos 20, (2010). 17. I. Pavlyukevich, B. Dybiec, I. M. Sokolov and A. V. Chechkin, Lévy ratchet in a weak noise limit theory and simulation, Eur. Phys. J. ST 191, 223 (2010). 18. I. M. Sokolov, B. Dybiec and W. Ebelling, Harmonic oscillator under Lévy noise: Unexpected properties in the phase space, Phys. Rev. E 83, (2011). 1

5 19. B. Dybiec, I. M. Sokolov, and A. V. Chechkin, Relaxation to stationary states for anomalous diffusion, Comm. Nonlinear. Sci. Numer. Simulat Comm. Nonlinear. Sci. Numer. Simulat 16, 4549 (2011). 20. B. Dybiec, N. Mitarai and K. Sneppen, Information spreading and development of cultural centers, Phys. Rev. E 85, (2012). 21. B. Dybiec, J. M. Parrondo and E. Gudowska-Nowak, Fluctuation-dissipation relations under Lévy noises, EPL 98, (2012). 22. B. Dybiec, N. Mitarai and K. Sneppen, Axelrod model: accepting or discussing, Eur. Phys. J. B. 85, 357 (2012). 23. B. Dybiec, Axelrod model with extended conservativeness, Int. J. Mod. Phys. C, 23, (2012). 24. B. Dybiec, Mittag-Leffler Pattern in Anomalous Diffusion, Lect. Notes Electr. Eng. 257, 141 (2013). 25. K. Szczepaniec and B. Dybiec, Non-Gaussian, non-dynamical stochastic resonance, Eur. Phys. J. B. 86, 468 (2013). Rozdziały w monografiach: 1. B. Dybiec and E. Gudowska-Nowak, Stochastic diffusion and stable noise-induced phenomena, in J. Klafter, S. C. Lim and R. Metzler (editors) Fractional Dynamics (World Scientific, Singapore, 2012). Działalność edytorska: 1. Proceedings of 22nd Marian Smoluchowski Symposium on Statistical Physics Acta Physica Polonica B 41(5) (2010) edited by B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, P. F. Góra and R. Zygadło. Publikacje popularnonaukowe: 1. P. Karp and B. Dybiec, Epidemie a obieg banknotów, Foton 111, 4 (2011). 2

6 Standardowa dyfuzja markowowska jest najprostszym rodzajem dyfuzji, od której obserwowane są liczne odstępstwa. Badana cząsteczka może wykonywać skoki pochodzące z bardziej ogólnych rozkładów prawdopodobieństwa niż rozkład Gaussa. Naturalnym uogólnieniem rozkładu normalnego są rozkłady α-stabilne, należące do klasy rozkładów nieskończenie podzielnych. Podobnie jak rozkład Gaussa są niezmiennicze ze względu na konwolucję oraz istnieje dla nich uogólniona wersja centralnego twierdzenia granicznego. Dodatkowo rozkłady α-stabilne dla dużych wartości argumentu mają asymptotykę typu prawa potęgowego. Wymienione własności sprawiają, że rozkłady α-stabilne są powszechnie stosowane do opisu układów niebędących w stanie równowagi. Zastosowanie bardziej ogólnego białego szumu α-stabilnego w miejsce białego szumu gaussowskiego dostarcza opisu układów w stanach dalekich od równowagi. Ze względu na biały charakter szumu obserwowana dyfuzja jest nadal dyfuzją spełniającą własność Markowa. W układach zaburzanych szumami α-stabilnymi obserwuje się przyspieszenie procesów dyfuzji w porównaniu do układów zaburzanych białym szumem gaussowskim. Niemarkowowskie procesy dyfuzji obserwowane są w przypadkach, gdy układ wykazuje długą pamięć o swojej historii. W takich sytuacjach zwykle obserwuje się słabe łamanie ergodyczności. Ruch pod wpływem fluktuacji bardziej ogólnych niż gaussowskie, długa pamięć o warunkach początkowych prowadzą zwykle do dyfuzji anomalnej, czyli takiej, w której średnie odchylenie kwadratowe skaluje się superliniowo (superdyfuzja) lub subliniowo (subdyfuzja) z czasem. Odstępstwa od liniowego skalowania średniego odchylenia kwadratowego są typowymi wyznacznikami dyfuzji anomalnej. Intuicyjnego i skutecznego opisu kinetyki anomalnej dostarczają błądzenia przypadkowe z czasem ciągłym (Continuous Time Random Walks CTRW), dla których ewolucja gęstości prawdopodobieństwa jest opisana asymptotycznie przez ułamkowe równania Fokkera-Plancka. Scenariusze błądzeń przypadkowych niejednokrotnie okazały się skutecznym narzędziem opisu wielu skomplikowanych zjawisk zachodzących w układach złożonych i biologicznych. Podkreślenia wymaga fakt, że błądzenia przypadkowe odwołujące się do ruchów Browna i procesów dyfuzji stanowią ogólniejszy model, ponieważ mogą opisywać nie tylko położenie. Dzięki temu schematy błądzeń przypadkowych można stosować w wielu bardzo różnorodnych zagadnieniach. Cykl publikacji badanie dyfuzji anomalnej metodami fizyki statystycznej przedstawia wyniki badań dotyczących różnych aspektów dyfuzji i transportu anomalnego. Badanie zjawisk transportu anomalnego jest ważne, gdyż pozwala na lepsze zrozumienie zachowania układów dalekich od stanu równowagi oraz układów, w których obserwuje się dyfuzję anomalną. Cykl stanowi 18 publikacji powstałych w latach roku i zamieszczonych w czasopismach takich jak: Phys. Rev. E, J. Stat. Mech, EPL (Europhys. Lett.) i innych oraz jeden rozdział w monografii opublikowanej przez World Scientific. Do najważniejszych wyników przedstawionych w niniejszej cyklu publikacji należy zaliczyć: udokumentowanie stosowalności i przydatności metod Monte Carlo opartych na równaniach Langevina i subordynowanych równaniach Langevina do badania zjawisk transportu anomalnego; zaprogramowanie stabilnych i przetestowanych narzędzi numerycznych pozwalających na dalsze badanie zjawisk transportu; dokładne przebadanie dyfuzji anomalnej w obszarze niemarkowowskich lotów Léviego, ze szczególnym uwzględnieniem metod pozwalających wykryć niemarkowowskie zachowanie oraz charakterystykę zachowań anomalnych; pokazanie nielokalnego charakteru warunków brzegowych dla markowowskich i niemarkowowskich lotów Léviego oraz rozwiązanie tego problemu na poziomie równań Langevina i subordynowanych równań Langevina; zastosowanie skalowania Sparre Andersena jako narzędzia do badania własności Markowa procesów stochastycznych; udowodnienie uniwersalnego charakteru procesu ucieczki ze skończonych przedziałów w obszarze niemarkowowskich lotów Léviego; określenie stabilnych miar kierunkowości, pozwalających na badanie efektu ratchetowego w obec- 3

7 ności szumów ciężkoogonowych w szczególności. Pokazanie, że w układach zaburzanych szumami α-stabilnymi do powstania efektu zapadkowego wymagana jest mniejsza liczba elementów niż w przypadku ratchetów zaburzanych szumem termicznym; udowodnienie istnienia stanów stacjonarnych w układach zaburzanych szumami α-stabilnymi dla subharmonicznych studni potencjału; przebadanie sposobu dochodzenia do stanów stacjonarnych w obszarze markowowskich i niemarkowowskich lotów Léviego; pokazanie i udowodnienie, że dla stochastycznego oscylatora harmonicznego zaburzanego białym szumem α-stabilnym (w przeciwieństwie do jego gaussowskiego odpowiednika) położenie i prędkość są zależne; wyznaczenie zakresu stosowalności liniowej teorii odpowiedzi i relacji fluktuacyjno dyssypacyjnych do określenia odpowiedzi układów zaburzanych szumami Lévy ego; przebadanie niedynamicznego rezonansu stochastycznego dla układów zaburzanych białym szumem α-stabilnym. 4

8 Dr hab. Bartłomiej Dybiec, Kraków, 24 marca 2014 Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński ul. W. Reymonta Kraków Cykl artykułów badanie dyfuzji anomalnej metodami fizyki statystycznej wykaz publikacji z okresu pięciu lat kalendarzowych ( ) poprzedzających rok złożenia wniosku. 1. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Lévy stable noise induced transitions: Stochastic resonance, resonant activation and dynamic hysteresis, J. Stat. Mech. P05004 (2009). 2. B. Dybiec, Anomalous diffusion: Temporal non-markovianity and weak ergodicity breaking, J. Stat. Mech. P08025 (2009). 3. B. Dybiec, Lévy noises: Double stochastic resonance in a single-well potential, Phys. Rev. E 80, (2009). 4. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Anomalous diffusion and generalized Sparre Andersen scaling, EPL (Europhys. Lett.) 88, (2009). 5. B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, Discriminating between normal and anomalous random walks, Phys. Rev. E 80, (2009). 6. B. Dybiec, Anomalous diffusion on finite intervals, J. Stat. Mech. P01011 (2010). 7. B. Dybiec, Approaching stationarity: Competition between long jumps and long waiting times, J. Stat. Mech. P03019 (2010). 8. B. Dybiec, Universal character of escape kinetics from finite intervals, Acta Phys. Pol. B 41, 1127 (2010). 9. B. Dybiec, Suppressing anomalous diffusion by cooperation, J. Phys. A: Math. Gen. 43, (2010). 10. B. Dybiec, I. M. Sokolov, A. V. Chechkin, Stationary states in single-well potentials under symmetric Lévy noises, J. Stat. Mech. P07008 (2010). 11. B. Dybiec, Escape from the potential well: Competition between long jumps and long waiting times, J. Chem. Phys. 133, (2010). 12. B. Dybiec and E. Gudowska-Nowak, Subordinated diffusion and CTRW asymptotics, Chaos 20, (2010). 13. I. Pavlyukevich, B. Dybiec, I. M. Sokolov and A. V. Chechkin, Lévy ratchet in a weak noise limit theory and simulation, Eur. Phys. J. ST 191, 223 (2010). 14. I. M. Sokolov, B. Dybiec and W. Ebelling, Harmonic oscillator under Lévy noise: Unexpected properties in the phase space, Phys. Rev. E 83, (2011). 15. B. Dybiec, I. M. Sokolov, and A. V. Chechkin, Relaxation to stationary states for anomalous diffusion, Comm. Nonlinear. Sci. Numer. Simulat Comm. Nonlinear. Sci. Numer. Simulat 16, 4549 (2011). 1

9 16. B. Dybiec, J. M. Parrondo and E. Gudowska-Nowak, Fluctuation-dissipation relations under Lévy noises, EPL 98, (2012). 17. B. Dybiec, Mittag-Leffler Pattern in Anomalous Diffusion, Lect. Notes Electr. Eng. 257, 141 (2013). 18. K. Szczepaniec and B. Dybiec, Non-Gaussian, non-dynamical stochastic resonance, Eur. Phys. J. B. 86, 468 (2013). Rozdziały w monografiach: 1. B. Dybiec and E. Gudowska-Nowak, Stochastic diffusion and stable noise-induced phenomena, in J. Klafter, S. C. Lim and R. Metzler (editors) Fractional Dynamics (World Scientific, Singapore, 2012). Działalność edytorska: 1. Proceedings of 22nd Marian Smoluchowski Symposium on Statistical Physics Acta Physica Polonica B 41(5) (2010) edited by B. Dybiec, E. Gudowska-Nowak, P. F. Góra and R. Zygadło. 2