Cantitate/Preț
Produs

Brownian Dynamics at Boundaries and Interfaces: In Physics, Chemistry, and Biology: Applied Mathematical Sciences, cartea 186

Autor Zeev Schuss
en Limba Engleză Hardback – 13 aug 2013

Publicul țintă principal pentru Brownian Dynamics at Boundaries and Interfaces este format din studenți la nivel masteral sau doctoral, cercetători și practicieni în matematici aplicate, fizică, chimie teoretică și fiziologie, care urmăresc să stăpânească modelarea și simularea microdispozitivelor biologice. Observăm o abordare care depășește teoriile clasice ale lui Maxwell, Boltzmann sau Einstein, concentrându-se pe mișcarea difuzivă a particulelor în medii complexe, esențială pentru înțelegerea funcționării canalelor ionice sau a miocitelor cardiace.

Structura volumului este riguros organizată, pornind de la fundamentul matematic al mișcării browniene și simulările Euler pentru ecuații diferențiale stochastice (SDE) de tip Ito, până la analiza timpului de primă trecere și a reacțiilor chimice în microdomenii. Finalul cărții este dedicat problemelor de tip „Narrow Escape”, oferind soluții explicite pentru spații bidimensionale și tridimensionale. Apreciem integrarea exercițiilor și a exemplelor rezolvate, ceea ce transformă un text teoretic dens într-un instrument de lucru aplicat.

Această lucrare completează perspectiva oferită de Simple Brownian Diffusion de Daniel Thomas Gillespie, adăugând o analiză profundă a comportamentului particulelor la interfețe și în geometrii restrânse, acolo unde modelele Fickiene sau Langevin clasice devin insuficiente. În contextul operei lui Zeev Schuss, volumul reprezintă o rafinare a temelor explorate în Theory and Applications of Stochastic Processes și Asymptotics of Elliptic and Parabolic PDEs, mutând accentul de pe teoria generală către aplicații specifice în biofizica celulară. Tonul este unul precis, axat pe derivări analitice și validări numerice, fiind o resursă indispensabilă pentru cei care dezvoltă algoritmi de simulare în științele vieții.

Citește tot Restrânge

Din seria Applied Mathematical Sciences

Preț: 38155 lei

Puncte Express: 572

Carte tipărită la comandă

Livrare economică 01-15 iunie


Specificații

ISBN-13: 9781461476863
ISBN-10: 1461476860
Pagini: 334
Ilustrații: XX, 322 p.
Dimensiuni: 155 x 235 x 25 mm
Greutate: 0.62 kg
Ediția:2013
Editura: Springer
Colecția Springer
Seria Applied Mathematical Sciences

Locul publicării:New York, NY, United States

Public țintă

Graduate

De ce să citești această carte

Recomandăm această carte cercetătorilor care au nevoie de o punte între rigoarea matematică a proceselor stochastice și complexitatea sistemelor biologice reale. Cititorul câștigă acces la metode avansate de simulare numerică pentru ecuații diferențiale stochastice, esențiale în studiul transportului molecular. Este un instrument fundamental pentru a înțelege cum geometria frontierelor influențează difuzia la scară microscopică.


Despre autor

Zeev Schuss este un matematician de renume, profesor emerit, cunoscut pentru contribuțiile sale vaste în domeniul proceselor stochastice și al matematicilor aplicate. Opera sa, care include titluri de referință precum Theory and Applications of Stochastic Processes și Nonlinear Filtering and Optimal Phase Tracking, se concentrează pe utilizarea metodelor asimptotice și a analizei numerice pentru a rezolva probleme complexe din fizică și biologie. Expertiza sa în ecuații cu derivate parțiale și modelare stochastică l-a poziționat ca o autoritate în studiul dinamicii particulelor în medii biologice, fiind unul dintre pionierii metodelor de analiză pentru problema „narrow escape”.


Descriere scurtă

Brownian dynamics serve as mathematical models for the diffusive motion of microscopic particles of various shapes in gaseous, liquid, or solid environments. The renewed interest in Brownian dynamics is due primarily to their key role in molecular and cellular biophysics: diffusion of ions and molecules is the driver of all life. Brownian dynamics simulations are the numerical realizations of stochastic differential equations that model the functions of biological micro devices such as protein ionic channels of biological membranes, cardiac myocytes, neuronal synapses, and many more. Stochastic differential equations are ubiquitous models in computational physics, chemistry, biophysics, computer science, communications theory, mathematical finance theory, and many other disciplines. Brownian dynamics simulations of the random motion of particles, be it molecules or stock prices, give rise to mathematical problems that neither the kinetic theory of Maxwell and Boltzmann, nor Einstein’s and Langevin’s theories of Brownian motion could predict. This book takes the readers on a journey that starts with the rigorous definition of mathematical Brownian motion, and ends with the explicit solution of a series of complex problems that have immediate applications. It is aimed at applied mathematicians, physicists, theoretical chemists, and physiologists who are interested in modeling, analysis, and simulation of micro devices of microbiology. The book contains exercises and worked out examples throughout.

Cuprins

​The Mathematical Brownian Motion.- Euler Simulation of Ito SDEs.- Simulation of the Overdamped Langevin Equation.- The First Passage Time of a Diffusion Process.- Chemical Reaction in Microdomains.- The Stochastic Separatrix.- Narrow Escape in R2.- Narrow Escape in R3.

Recenzii

From the book reviews:
“This text provides an excellent entry point for applied mathematicians who would like to get a first understanding of the field of neuronal modeling, with a bold motivation and immediate application to highly relevant phenomena in the science … . this text may serve as an excellent basis for a specialized course on neuronal modeling or biophysics at master’s level and as a common reference text for interdisciplinary teams, which perfectly reflects the author’s long working experience.” (P. R. C. Ruffino, zbMATH, Vol. 1305, 2015)
“This book uniquely combines an introduction to the mathematical theory of Brownian motion with applications to chemical kinetics, primarily in biology and physiology. … this a unique and valuable book. … Exercises are included throughout the book, particularly relating to the mathematical theory. The book will be extremely useful to both mathematicians and biologists/physiologists, etc., who work at the interface of these two subjects.” (D. J. W. Simpson, SIAM Review, Vol. 56 (4), December, 2014)
“This book will be of interest to a broad group of students and researchers. It presents a style of analysis that is typical of applications in physics and applied sciences—an explicit transition-density style based on the Fokker-Planck and Langevin equations, and the forward Kolmogorov equation, and defining solutions to stochastic differential equations through the Euler scheme of successive approximations … .” (David R. Steinsaltz, Mathematical Reviews, November, 2014)

Notă biografică

Zeev Schuss is a Professor at Tel Aviv University.

Caracteristici

Written in an accessible, easy to read manner without detailed rigorous proofs Lots of examples and exercises throughout the book Written from the scientists point of view with deep insight into several modelling situations in biology ?