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15
Workshop 2014 in Hamburg Program

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Workshop  2014in

Hamburg

Program

1

funded  by: Deutsche  Forschungsgemeinschaft

Location  and  Information 2

List  of  participants 3

Timetable 4

Detailed  program 5

Overview  of  projects 9

List  of  members 11

Editorial 14

Handout  for  the  Workshop  2014  of  GRK  1558"Nonequilibrium  Collective  Dynamics  in  Condensed  Matter  and  Biological  Systems"

September  29th  –  October  2nd  

T

2

Location  and  Information

HAUS  RISSEN  HAMBURGRissener  Landstraße  19322559  Hamburg

By  public  transportation:

Boat  trip:

From  downtown  Hamburg  take  S1  to  Blankenese  and  then  Bus  189  to  Haus  RissenFurther  information:  http://www.hvv.de/

The  boat  is  sailing  at  17:00hrs  from  Blankenese  Harbour  (see  map)

3

List  of  participants

Projectleaders Chairman Managing  director

Prof.  Dr.  Markus  Bär Prof.  Dr.  Holger  Stark Jan-­‐Timm  Kuhr

Prof.  Dr.  Carsten  Beta

Prof.  Dr.  Tobias  Brandes

Prof.  Dr.  Harald  Engel

Prof.  Dr.  Martin  Falcke

Prof.  Dr.  Holger  Stark

Prof.  Dr.  Alexander  Mikhailov  (PL  funding  period  I)

Associated  projectleadersDr.  Marten  Richter

Dr.  Gernot  Schaller

GuestsDr.  Grigory  Bordyugov

Ph.D.  students  and  postdocs Research  assistants

Davod  Alizadehrad Florian  Buchholz

Johannes  Blaschke Oliver  EsserSetareh  Dolati Josua  Grawitter

Robert  Großmann Henning  Reinken

Johann  Hansing Alissa  Wilms

Marius  Hintsche

Tetsuya  Hiraiwa

Lina  Jaurigue

Philipp  Kanehl

Won  Kyu  Kim

Dirk  Kulawiak

Rodrigo  Lugo-­‐Frias

Oliver  Pohl

Philipp  Strasberg

Arzu  Yener

Anke  Zimmermann

Dimitri  Loutchko

Amartya  Sarkar

Jan  Totz

Maria  Zeitz

Andreas  Zöttl

Timetab

le

time

Mon

day,  29.09.2014

Breakfast

8.00  -­‐  9.00

8:55  W

elcome  address

9.00  -­‐  9.30

Oliver  Poh

l  (C.2,  Stark)

Rodrigo  Lugo-­‐Fria

s  (B.3,  Klapp

)Ph

ilipp

 Strasbe

rg  (A

.2,  B

rand

es)

9.30  -­‐  10.00

Marius  H

intsche  (C.1,  B

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Philipp

 Kaneh

l  (B.2,  Stark)

Anke  Zim

mermann  (A.4,  Kno

rr)

10.00  -­‐  1

0.30

Tetsuya  Hiraiwa  (Postdoc,  N

etz)

Arzu  Yen

er  (B

.1,  Klapp

)Lina  Ja

urigue

 (A.1,  Schoe

ll)

Coffee  &  Cakes

10.30  -­‐  1

1.00

10.30  -­‐  1

1.00

10.30  -­‐  1

1.00

11.00  -­‐  1

1.30

Dimitri  Lou

tchko  (Doc,  M

ikhailov)

11.30  -­‐  1

2.00

Amartya  Sarkar  (D

oc,  M

ikhailov)

12.00  -­‐  1

2.30

Andreas  Z

öttl  (Postdoc,  Stark)

Johann

es  Blaschke  (Postdoc,  Stark)

Jan-­‐Timm  Kuh

r  (Managing  director)

Lunch

12.30  -­‐  1

4.00

12.30  -­‐  1

4.00

12.30  -­‐  1

4.00

14.00  -­‐  1

4.30

Jan  To

tz  (D

oc,  Engel)

Won

 Kyu  Kim

 (Postdoc,  N

etz)

14.30  -­‐  1

5.00

Dirk  Kulaw

iak  (C.3,  Engel)

Johann

 Hansin

g  (B.5,  N

etz)

15.00  -­‐  1

5.30

Maria  Zeitz  (D

oc,  Stark)

Davod  Aliza

dehrad  (P

ostdoc,  Stark)

Coffee  &  Cakes

15.30  -­‐  1

6.00

15.30  -­‐  1

6.00

16.00  -­‐  1

6.30

Robe

rt  Großm

ann  (C.4,  B

aer)

16.30  -­‐  1

7.00

Setareh  Do

lati  (C.5,  Falcke)

17.00  -­‐  1

7.30

Josua  Graw

itter  (Q

ualistud,  Stark)  u

ntil  17:20

Dinn

er18.00  -­‐  1

9.30

meetin

g  of  project  lead

ers

19.30

Bus  d

eparture  at  H

arde

nbergplatz  14.00

Lina  Jaurigue

Philipp  Strasberg

Bus  d

eparture  at  H

aus  R

issen

 14.30

Arzu  Yener

17.00  -­‐  2

0.00

Boat  trip  to

 Ham

burg  includ

ing  bu

ffet  a

nd  drin

ks>  20.00

even

ing  in  Ham

burg  City

,  self-­‐organized  return  to

 Haus  R

issen

18.00  -­‐  1

9.00      Ch

eck-­‐In  Hotel

Philipp  Kanehl

Robert  Großmann

Rodrigo  Lugo-­‐Frias

Oliver  Pohl

Tutoria

l:  Path  Con

tinuatio

n  Metho

ds  I  

(Grig

ory  Bo

rdyogov)

Oliver  Pohl

Tutoria

l:  Path  Con

tinuatio

n  Metho

ds  II  

(Grig

ory  Bo

rdyogov)

Marius  Hintsche

Tuesda

y,  30.09

.201

4Wed

nesday,  01.10.2014

Thursday,  02.10

.201

4

chair

chair

8.00  -­‐  9.00

chair

8.00  -­‐  9.00  &  Che

ckou

t

5

Detailed  program

Monday,  29.09.

14:00  –  18:00 Travel  from  TU  Berlin  to  Haus  Rissen,  Hamburg

Meeting  point:  Hardenbergplatz,  10787  Berlin

18:00  –  19:00 Check-­‐In  and  dinner

6

Tuesday,  30.09.

08:00  -­‐  08:55 Breakfast

08:55  -­‐  09:00 Welcome  address

09:00  –  09:30 Oliver  PohlA  time  continuous  model  for  E.  coli's  motion  using  shot  noise

09:30  –  10:00 Marius  HintscheThe  motility  pattern  of  P.  putida  depends  on  its  environment

10:30  –  10:30 Tetsuya  HiraiwaTheory  on  mechanical  response  of  a  cytoskeletal  network

Chair:  Phillipp  Kanehl

10:30  -­‐  11:00 Coffee  &  Cakes

11:00  –  12:00 Tutorial:  Path  continuation  methods  IGrigory  Bordyogov

12:00  –  12:30 Andreas  ZöttlActive  motion  of  microswimmers  in  confinement  and  in  flow

Chair:  Oliver-­‐Pohl

12:30  -­‐  14:00 Lunch  and  break

14:00  –  14:30 Jan  TotzScrollring  dynamics  in  spatial  confinement

14:30  –  15:00 Dirk  KulawiakBoundary  affected  dynamics  of  scroll  waves  in  excitable  media

15:00  –  15:30 Maria  ZeitzFeedback  control  of  vorticity  in  a  Newtonian  fluid

Chair:  Lina  Jaurigue

15:30  -­‐  16:00 Coffee  &  Cakes

16:00  -­‐  16:30 Robert  GroßmannSynchronisation  of  moving  oscillations

16:30  -­‐  17:00 Setareh  DolatiCell  morpho-­‐dynamics  driven  by  actin  polymerization

17:00  -­‐  17:30 Josua  GrawitterClassical  density  functional  theory  for  hard  spheres

Chair:  Arzu  Yener

18:00  -­‐  19:30 Dinner

19:30  -­‐  20:30 Meeting  of  project  leaders

7

Wednesday,  01.10.

07:00  -­‐  09:00 Wake  up  and  breakfast

09:00  –  09:30 Rodrigo  Lugo-­‐Frias

Shear  driven  instabilities  of  rodlike  colloidal  mixtures

09:30  –  10:00 Phillipp  Kanehl

Dense  colloidal  suspensions  in  microfluidic  flow

10:30  –  10:30 Arzu  Yener

Self  assembly  of  non-­‐centered  dipoles

Chair:  Robert  Großmann

10:30  -­‐  11:00 Coffee  &  Cakes

11:00  –  12:00 Tutorial:  Path  continuation  methods  II

Grigory  Bordyogov

12:00  –  12:30 Johannes  Blaschke

Entropic  motors:  Brownian  ratchets  far  from  equilibrium

Chair:  Oliver  Pohl

12:30  -­‐  14:00 Lunch  and  break

14:00  –  14:30 Won  Kyu  Kim

Super-­‐low-­‐frequency  mode  in  polyelectrolyte  solutions:  Role  of  counterion

exchange  process

14:30  –  15:00 Johann  Hansing

Particle  diffusion  in  charged  polymer  networks

15:00  –  15:30 Davod  Alizadehrad

Swimming  dynamics  and  complex  cell  design  of  the  sleeping  sickness  trypanosome

Chair:  Phillipp  Strasberg

15:30  -­‐  16:00 Break

17:00  –  20:00 Boat  trip  to  Hamburg  including  buffet  and  drinks

>20:00 Evening  in  Hamburg,  self  organized  return  to  Haus  Rissen

8

Thursday,  02.10.

07:00  -­‐  09:00 Wake  up  and  breakfast

09:00  –  09:30 Phillipp  Strasberg

Implementing  a  Brownian  Maxwell  demon

09:30  –  10:00 Anke  Zimmermann

Theory  of  simultaneous  time-­‐  and  frequency-­‐gated  fluorescence  and  Raman

spectroscopy  in  quantum  dots

10:30  –  10:30 Lina  Jaurigue

Passively  mode-­‐locked  lasers:  harmonic  mode-­‐locking,  timing  jitter

and  optical  feedback

Chair:  Rodrigo  Lugo-­‐Frias

10:30  -­‐  11:00 Coffee  &  Cakes

11:00  –  11:30 Dimitri  Loutchko

Tryptophan  synthase  –  kinetic  modeling  of  a  chemical  nanomachine

11:30  –  12:00 Amartya  Sarkar

Exploring  design  principles  of  a  synthetic  molecular  motor

12:00  –  12:30 Jan-­‐Timm  Kuhr

The  last  year  in  GRK  1558,  opportunities  in  GRK  1558,  feedback

Chair:  Marius  Hintsche

12:30  -­‐  14:00 Lunch  and  break

14:30 Bus  departure  from  Haus  Rissen  to  Berlin  (Hardenbergplatz)

9

Overview  of  projects

Project Titel

A.1 Dynamics  of  complex  laser  structures  under  optical  injection  and  feedback

A.2 Collective  non-­‐equilibrium  dynamics  in  quantum  systems  near  criticality

A.3 Quantum  transport  in  random  networks

A.4 The  interplay  of  coherence  and  Brownian  motion  for  excitation  transfer  in  colloidal  quantum  dots

A.5 Collective  carrier  dynamics  in  spatially  and  spectrally  inhomogeneous  environment

Project Titel

B.1 Dynamical  behavior  and  self-­‐assembly  of  suspensions  of  exotic  magnetic  particles

B.2 Dense  colloidal  suspensions  in  microfluidic  flow

B.3 Shear-­‐driven  instabilities  of  colloidal  disks  and  disk-­‐rod  mixtures

B.5 Convolution  theory  for  dynamic  mechanical  systems:  bottom-­‐up  approach  to  viscoelastic  polymeric  networks

Project Titel

C.1 From  trajectories  to  an  understanding  of  chemotactic  response:  experiments

C.2 From  trajectories  to  an  understanding  of  chemotactic  response:  theory

C.3 Spatio-­‐temporal  pattern  formation  in  reaction-­‐diffusion-­‐advection-­‐mechanics  (RDAM)  systems

C.4 Chemical  regulation  of  aggregation  and  pattern  formation  of  gliding  bacteria

C.5 Cell  morpho-­‐dynamics  driven  by  actin  polymerization

A  —  Hard  matter:  Nonlinear  transport  and  quantum  optics  in  semiconductors

B  —  Soft  matter:  Collective  dynamics  and  hydrodynamic  interactions  in  complex  fluids

C  —  Biological  Systems:  Self-­‐organization  and  non-­‐linear  waves  in  active  media

10

A  —  Hard  matter

Project  leaders Ph.D.  student

Prof.  Dr.  E.  Schöll,  TU        Prof.  Dr.  A.  Knorr,  TU Lina  Jaurigue,  TU

Prof.  Dr.  T.  Brandes,  TU        Prof.  Dr.  A.  Knorr,  TU Philipp  Strasberg,  TU

Prof.  Dr.  T.  Brandes,  TU        Prof.  Dr.  E.  Schöll,  TU -­‐

Prof.  Dr.  A.  Knorr,  TU        Prof.  Dr.  H.  Stark,  TU Anke  Zimmermann,  TU

Prof.  Dr.  U.  Woggon,  TU        Prof.  Dr.  A.  Knorr,  TU        Prof.  Dr.  E.  Schöll,  TU Mirco  Kolarczik,  TU

B  —  Soft  matter

Project  leaders Ph.D.  student

Prof.  Dr.  S.  Klapp,  TU        Prof.  Dr.  H.  Stark,  TU Arzu  Yener,  TU

Prof.  Dr.  H.  Stark,  TU          Prof.  Dr.  R.  Netz,  FU Philipp  Kanehl,  TU

Prof.  Dr.  S.  Klapp,  TU        Prof.  Dr.  H.  Engel,  TU Rodrigo  Lugo-­‐Frías,  TU

Prof.  Dr.  R.  Netz,  FU          Prof.  Dr.  Falcke,  MDC&HU Johann  Hansing,  FU

C  —  Biological  Systems

Project  leaders Ph.D.  student

Prof.  Dr.  C.  Beta,  UP        Prof.  Dr.  H.  Stark,  TU Marius  Hintsche,  UP

Prof.  Dr.  H.  Stark,  TU        Prof.  Dr.  C.  Beta,  UP Oliver  Pohl,  TU

Prof.  Dr.  H.  Engel,  TU          Prof.  Dr.  M.  Bär,  PTB Dirk  Kulawiak,  TU

Prof.  Dr.  M.  Bär,  PTB        Prof.  Dr.  H.  Engel,  TU Robert  Großmann,  PTB

Prof.  Dr.  M.  Falcke,  MDC&HU        Prof.  Dr.  H.  Engel,  TU        Prof.  Dr.  C.  Beta,  UP Setareh  Dolati,  MDC

11

Project  leadersTechnische  Universität  Berlin

Prof.  Dr.  Tobias  Brandes

Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Harald  Engel

Institut  für  Theoretische  Physik

harald.engel@tu-­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Sabine  Klapp

Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Andreas  Knorr

Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Eckehard  Schöll

Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Holger  Stark

Institut  für  Theoretische  Physik

holger.stark@tu-­‐berlin.de

Prof.  Dr.  Ulrike  Woggon

Institut  für  Optik  und  Atomare  Physik

ulrike.woggon@tu-­‐berlin.de

Universität  Potsdam

Prof.  Dr.  Carsten  Beta

Biologische  Physik carsten.beta@uni-­‐potsdam.de

Physikalisch-­‐Technische  Bundesanstalt

Prof.  Dr.  Markus  Bär

Math.  Modell.  und  Datenanalyse

[email protected]

Freie  Universität  Berlin

Prof.  Dr.  Roland  Netz

Theoretische  Biophysik  und  Physik  weicher  Materie

[email protected]­‐berlin.de

Max-­‐Delbrück-­‐Centrum

Prof.  Dr.  Martin  Falcke

Mathematische  Zellphysiologie

martin.falcke@mdc-­‐berlin.de

Fritz-­‐Haber-­‐Institut,  MPI

Prof.  Dr.  Alexander  Mikhailov

Complex  systems  Group mikhailov@fhi-­‐berlin.mpg.de

Associated  project  leaders

Dr.  SergioAlonso

PTB,  Modellierung  und  Simulation

[email protected]

PD  Dr.  KathyLüdge

TUB,  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Dr.  MartenRichter

TUB,  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Dr.  GernotSchaller

TUB,  Institut  für  Theoretische  Physik

gernot.schaller@tu-­‐berlin.de

12

A  —  Hard  matterPh.D.  student

Lina  JaurigueTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Philipp  StrasbergTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Anke  ZimmermannTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Mirco  KolarczikTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

B  —  Soft  matterPh.D.  student

Arzu  YenerTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

arzu.b.yener@tu-­‐berlin.de

Philipp  KanehlTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Rodrigo  Lugo-­‐FriasTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

lugo-­‐[email protected]­‐berlin.de

Johann  HansingFreie  Universität  Berlin  Theoretische  Biophysik  und  Physik  weicher  Materie

[email protected]

C  —  Biological  SystemsPh.D.  Student

Marius  HintscheUniversität  Potsdam                                Biologische  Physik

marius.hintsche@uni-­‐potsdam.de

Oliver  PohlTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

oliver.pohl@tu-­‐berlin.de

Dirk  KulawiakTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Robert  GroßmannPhysikalisch-­‐Techn.  Bundesanstalt    Math.  Modell.  und  Datenanalyse

[email protected]­‐berlin.de

Setareh  Dolati Max-­‐Delbrück-­‐Centrum [email protected]

13

Qualifying  Student

Josua  GrawitterTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Research  Assistants

Igor  Dudas AG  StarkTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]

Roland  Jago AG  KnorrTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Florian  Buchholz AG  WoggonTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]

Oliver  Esser AG  SchöllTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Carl  Hendrik  Totz AG  BärTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Alissa  Wilms AG  EngelTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Oliver  Nagel AG  BetaUniversität  Potsdam  Institut  für  Physik  und  Astronomie

olnagel@uni-­‐potsdam.de

Gabriel  Topp AG  BrandesTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

Henning  Reinken AG  KlappTechnische  Universität  Berlin  Institut  für  Theoretische  Physik

[email protected]­‐berlin.de

14

Chairman  of  GRK  : Managing  Director  of  GRK: Secretary:

Prof.  Dr.  Holger  Stark Jan-­‐Timm  Kuhr Julia  EckertSekretariat  EW  7-­‐1 Sekretariat  EW  7-­‐1 Sekretariat  EW  7-­‐1Institut  für  Theoretische  Physik Institut  für  Theoretische  Physik Institut  für  Theoretische  PhysikTechnische  Universität  Berlin Technische  Universität  Berlin Technische  Universität  BerlinHardenbergstr.  36 Hardenbergstr.  36 Hardenbergstr.  36D  -­‐  10623  Berlin D  -­‐  10623  Berlin D  -­‐  10623  BerlinTel:  030  -­‐  314  29623 Tel:  030  -­‐  314  29532 Tel:  030  -­‐  314  28900Fax:  030  -­‐  314  29800 Fax:  030  -­‐  314  29800 Fax:  030  -­‐  314  29800e-­‐mail:  holger.stark@tu-­‐berlin.de e-­‐mail:  jan-­‐timm.kuhr@tu-­‐berlin.de e-­‐mail:  julia.eckert@tu-­‐berlin.de

GRK  1558  Workshop  2014  organized  by:  Rodrigo  Lugo-­‐Frias,  Oliver  Pohl,  Philipp  Kanehl,  Julia  Eckert,  and  Jan-­‐Timm  Kuhr