Em um artigo publicado recentemente em Física da Natureza , Bar-Ilan University Prof. Havlin, e uma equipe de pesquisadores, incluindo Stefano Boccaletti, Ivan Bonamassa, e Michael M. Danziger, apresentam uma estrutura de dependência dinâmica que pode capturar interações interdependentes e competitivas entre sistemas dinâmicos que são usados para estudar processos de sincronização e propagação em redes multicamadas com camadas interagentes. Principais resultados nesta imagem. (Acima, à esquerda) Diagrama de fases para dois modelos de Kuramoto parcialmente competitivos com regiões de multiestabilidade. (Acima à direita) Resultados teóricos e numéricos para o fluxo em epidemias SIS interdependentes (gráficos de Erdos-Renyi, grau médio
Muitos sistemas complexos do mundo real incluem subsistemas macroscópicos que influenciam uns aos outros. Isso surge, por exemplo, na competição ou reforço mútuo de populações neurais no cérebro, espalhando a dinâmica de vírus, e em outros lugares. Portanto, é importante compreender como diferentes tipos de interações entre sistemas podem influenciar comportamentos coletivos gerais.
Em 2010, um progresso substancial foi feito quando a teoria da percolação em redes interdependentes foi introduzida pelo Prof. Shlomo Havlin e uma equipe de pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Bar-Ilan em um estudo publicado em Natureza . Este modelo mostrou que quando os nós em uma rede dependem de nós em outra para funcionar, cascatas catastróficas de falhas e transições estruturais abruptas surgem, como foi observado no apagão elétrico que afetou grande parte da Itália em 2003.
Percolação interdependente, Contudo, é limitado a sistemas onde a funcionalidade é determinada exclusivamente pela conectividade, fornecendo assim apenas uma compreensão parcial de uma variedade de sistemas do mundo real cuja funcionalidade é definida de acordo com regras dinâmicas.
A pesquisa mostrou que duas maneiras fundamentais pelas quais os nós de um sistema podem influenciar os nós de outro são a interdependência (ou cooperação), como em infraestruturas críticas ou redes financeiras, e antagonismo (ou competição), como observado em sistemas ecológicos, redes sociais, ou no cérebro humano. As interações interdependentes e competitivas também podem ocorrer simultaneamente, como observado nas relações predador-presa em sistemas ecológicos, e na rivalidade binocular no cérebro.
Em um artigo publicado recentemente em Física da Natureza , Bar-Ilan University Prof. Havlin, e uma equipe de pesquisadores, incluindo Stefano Boccaletti, Ivan Bonamassa, e Michael M. Danziger, apresentam uma estrutura de dependência dinâmica que pode capturar interações interdependentes e competitivas entre sistemas dinâmicos que são usados para estudar processos de sincronização e propagação em redes multicamadas com camadas interagindo.
"Esta estrutura de dependência dinâmica fornece uma ferramenta poderosa para entender melhor muitos dos sistemas complexos de interação que nos cercam, "escreveram Havlin e a equipe." A generalização das interações dependentes de percolação para sistemas dinâmicos permite o desenvolvimento de novos modelos para sistemas neurais, sistemas sociais e tecnológicos que melhor capturam as maneiras sutis em que diferentes sistemas podem afetar um ao outro. "
A pesquisa do Prof. Havlin desde 2000 produziu novos métodos matemáticos inovadores em ciência de redes que levaram a uma extensa pesquisa interdisciplinar no campo. Seguindo a publicação de Havlin e seus colegas da teoria da percolação, ele recebeu o Prêmio Lilienfeld da American Physical Society, que é premiado por "uma contribuição mais notável para a física". No início deste ano, ele recebeu o Prêmio Israel de Química e Física.