Seminário de Análise e Equações Diferenciais

Stability and Bifurcations in a Free Boundary PDE Models of Cell Motility

Sala 6.2.33, Ciências ULisboa (com transmissão via Zoom)
Pintura abstrata azul e rosa
Foto de FlyD na Unsplash

Por Leonid Berlyand (Penn State University).

We begin with a brief overview of the rapidly developing research area of active matter (a.k.a. active materials). These materials are intrinsically out of equilibrium resulting in novel physical properties whose modeling requires the development of new mathematical tools. We focus on studying the onset of motion of a living cell (e.g., a keratocyte) driven by myosin contraction. We introduce a minimal two-dimensional free-boundary PDE model that captures the evolution of the cell shape and nonlinear diffusion of myosin.

We first consider a linear diffusion model with two sources of nonlinearity: Keller-Segel cross-diffusion term and the free boundary that models moving/deformable cell membranes. Here we establish asymptotic linear stability and derive the explicit formula for the stability-determining eigenvalue.

Next, we consider the effect of nonlinear myosin diffusion, which results in the change of the bifurcation type from super- to subcritical, and we obtain an asymptotic representation of the bifurcation curve (for small velocities). This allows us to derive an explicit formula for the curvature at the bifurcation point that controls the bifurcation type. In the most recent work in progress with the Heidelberg biophysics group, we study the relation between various types of nonlinear diffusion and bistability.

Finally, we discuss novel mathematical features of this free boundary model with a focus on non-self-adjointness, which plays a key role in the spectral stability analysis. Our mathematics reveals the physical origins of the non-self-adjoint of the operators in this free boundary model.

Joint works with A. Safsten & V. Rybalko (Transactions of AMS 2023, and Phys. Rev. E 2022), with O. Krupchytskyi &T. Laux (Preprint 2024), and with A. Safsten & L. Truskinovsky ( Arxiv preprint 2024). This work has been supported by NSF grants DMS-2404546, DMS-2005262, and DMS-2404546.


Transmissão via Zoom.

13h30-14h30
CEMS.UL - Centro de Estudos Matemáticos
Título "Jornadas Científicas ULisboa" e composição com os logótipos da ULisboa e da União Europeia

A edição de 2025 das Jornadas é dedicada ao tema "Universidade de Lisboa no Espaço Europeu de Investigação: Construir Carreiras Académicas Atrativas, Fortalecer Instituições".

Seminário do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e do Centro de Matemática Computacional e Estocástica, por Louiza Soltane (Laboratoire de Mathématiques Appliquées Université Mohamed Khider, Biskra, Algérie).

Título do evento, sobre imagem abstrata em tons de azul e laranja

Muitos parabéns aos investigadores de CIÊNCIAS premiados!

Daniel da Silva Distinguished Lecture, por Jean-Pierre Bourguignon (IHÉS).

Seminário de Análise e Equações Diferenciais, por Delia Schiera (Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa).

Centra-se na “Álgebra e o seu papel na Ciência da Computação”, com especial ênfase nas áreas de estudo relacionadas com o trabalho de M. V. Volkov, como os semigrupos e os autómatos.

Título "Hoje quem manda sou eu" e mapa de Portugal

Palestra por Jorge Buescu (Ciências ULisboa), no âmbito da iniciativa "Hoje quem manda sou eu", promovida pela Ciência Viva.

Logótipo do concurso e das entidades envolvidas

Rui Agostinho, Professor Jubilado de CIÊNCIAS, integra o júri do concurso.

Luz a atravessar nuvens

O concerto integra o programa Música na Universidade de Lisboa, numa parceria com a Orquestra Académica da Universidade de Lisboa, naquele que é o Concerto Final de Temporada.

Logótipo do Voluntariado em CIÊNCIAS

Apresentações relativas ao 2.º semestre do ano letivo 2024/2025.

Seminário do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, por Vera Inácio (BioISI).

Logótipo do Verão na ULisboa, sobre um fundo azul

Uma iniciativa da Universidade de Lisboa que proporciona a oportunidade única, aos alunos do 8.º ao 12.º anos de estudo, ou que tenham já concluído o 12.º ano, de ficar a conhecer e experimentar o ritmo e o espírito da vida académica na Universidade.

Workshop organizado pelo CEMS.UL - Centro de Estudos Matemáticos e pelo CAMGDS - Centro de Análise Matemática, Geometria e Sistemas Dinâmicos.

Título/data/local do evento e fotografia do espaço

Até onde te atreves a ir? O Programa de Verão do IA é o teu portal para o Espaço.

Representação de programação R

Este curso tem como objetivo dotar os alunos de conhecimentos estatísticos e ferramentas para manipular, analisar e visualizar dados biológicos com o R. Introdução à modelação, simulações e estatística Bayesiana.

Estátua representativa da biodiversidade do planeta Terra

Seminário Doutoral III (Doutoramento em Biologia - Especialidade de Biologia Evolutiva), por João Miguel Moreno.

Logótipo, data e local do evento

Com o tema “Ciência, Inovação e Sociedade”, o encontro será um palco de promoção e discussão do impacto científico, social, cultural e económico da investigação em Portugal.

Computabilidade na Europa (CiE) - uma série interdisciplinar de conferências internacionais organizada pela Associação Computabilidade na Europa (ACiE).

Título/data do evento e vários objetos museológicos

Este curso visa fornecer uma visão atualizada do potencial das coleções museológicas para a investigação da biodiversidade. Mais especificamente, pretende apresentar estudos de caso sobre o valor dos museus e a utilização de coleções e espécimes no século XXI, utilizando novas tecnologias e métodos analíticos.

Horta Solar

E se fosse possível experimentar um curso universitário antes de concorrer ao ensino superior? Agora já é!

Águas subterrâneas

Curso acreditado para efeitos de progressão na carreira dos professores na dimensão cientifico-pedagógica dos grupos 420 e 520.

Título e datas do programa de estágios

Preparados para explorar a investigação de perto?

Um workshop com o objetivo de reunir académicos que abordam a história da ecologia - e a evolução da própria disciplina - a partir de uma variedade de perspetivas.

A 10.ª edição do Ser Cientista realiza-se entre 21 e 25 de julho - vem investigar connosco!

Pormenor de lâmpada

Candidaturas a decorrer de 01 a 30 de setembro.

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