Thesis (Ph.D.)--McMaster University, 2004. / Advisor: Rajat Bhaduri. Includes bibliographical references ( p. 162-168). Also available online.

Combinatorial methods are utilized to examine preimage iterations of topologically glued polynomials. In particular, this paper addresses using finite subdivision rules and Hubbard trees as tools to model the dynamic behavior of mated quadratic functions. Several methods of construction of invariant structures on modified degenerate matings are detailed, and examples of parameter-based families of matings for which these methods succeed (and fail) are given. / Ph. D.

Thesis (Ph. D.)--Physics, Georgia Institute of Technology, 2005. / Jean Bellissard, Committee Member ; Turgay Uzer, Committee Member ; Roman Grigoriev, Committee Member ; Konstantin Mischaikow, Committee Member ; Predrag Cvitanovic, Committee Chair. Vita. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--University of Nebraska-Lincoln, 2009. / Title from title screen (site viewed June 26, 2009). PDF text: v, 238 p. ; 2 Mb. UMI publication number: AAT 3350445. Includes bibliographical references. Also available in microfilm and microfiche formats.

We investigate chaotic ionization of highly excited hydrogen atom in crossed electric and magnetic fields (Rydberg atom) and intra-molecular relaxation in planar carbonyl sulfide (OCS) molecule. The underlying theoretical framework of our studies is dynamical systems theory and periodic orbit theory. These theories offer formulae to compute expectation values of observables in chaotic systems with best accuracy available in given circumstances, however they require to have a good control and reliable numerical tools to compute unstable periodic orbits. We have developed such methods of computation and partitioning of the phase space of hydrogen atom in crossed at right angles electric and magnetic fields, represented by a two degree of freedom (dof) Hamiltonian system. We discuss extensions to a 3-dof setting by developing the methodology to compute unstable invariant tori, and applying it to the planar OCS, represented by a 3-dof Hamiltonian. We find such tori important in explaining anomalous relaxation rates in chemical reactions. Their potential application in Transition State Theory is discussed.

Le sujet de cette thèse est la question du nombre minimal d'orbites de Reeb distinctes sur une variété de contact qui est le bord d'une variété symplectique compacte.<p>L'homologie symplectique $S^1$-équivariante positive est un des outils principaux de cette thèse; elle est construite à partir d'orbites périodiques de champs de vecteurs hamiltoniens sur une variété symplectique<p>dont le bord est la variété de contact considérée.<p>Nous analysons la relation entre les différentes variantes d'homologie symplectique d'une variété symplectique exacte compacte (domaine de Liouville) et les orbites de Reeb de son bord.<p>Nous démontrons certaines propriétés de ces homologies.<p>Pour un domaine de Liouville plongé dans un autre, nous construisons un morphisme entre leurs homologies.<p>Nous étudions ensuite l'invariance de ces homologies par rapport au choix de la forme de contact sur le bord.<p>Nous utilisons l'homologie symplectique $S^1$-équivariante positive pour donner une nouvelle preuve d'un théorème de Ekeland et Lasry<p>sur le nombre minimal d'orbites de Reeb distinctes sur certaines hypersurfaces dans $R^{2n}$.<p>Nous indiquons comment étendre au cas de certaines hypersurfaces dans certains fibrés en droites complexes négatifs.<p>Nous donnons une caractérisation et une nouvelle façon de calculer l'indice de Conley-Zehnder généralisé, défini par Robbin et Salamon pour tout chemin de matrices symplectiques.<p>Ceci nous a mené à développer de nouvelles formes normales de matrices symplectiques.<p>/<p>This thesis deals with the question of the minimal number of distinct periodic Reeb orbits on a contact manifold which is the boundary of a compact symplectic manifold.<p>The positive $S^1$-equivariant symplectic homology is one of the main tools considered in this thesis.<p>It is built from periodic orbits of Hamiltonian vector fields in a symplectic manifold whose boundary is the given contact manifold.<p>Our first result describes the relation between the symplectic homologies of an exact compact symplectic manifold with contact type boundary (also called Liouville domain), and the periodic Reeb orbits on the boundary.<p>We then prove some properties of these homologies.<p>For a Liouville domain embedded into another one, we construct a morphism between their homologies.<p>We study the invariance of the homologies with respect to the choice of the contact form on the boundary.<p>We use the positive $S^1$-equivariant symplectic homology to give a new proof of a Theorem by Ekeland and Lasry about the minimal number of distinct periodic Reeb orbits on some hypersurfaces in $R^{2n}$.<p>We indicate how it extends to some hypersurfaces in some negative line bundles.<p>We also give a characterisation and a new way to compute the generalized Conley-Zehnder index defined by Robbin and Salamon for any path of symplectic matrices.<p>A tool for this is a new analysis of normal forms for symplectic matrices. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The escape of trajectories is a ubiquitous phenomenon in open dynamical systems and stochastic processes. If escape occurs repetitively for a statistical ensemble of trajectories, the population of remaining trajectories often undergoes an exponential decay characterised by the so-called escape rate. Its inverse defines the lifetime of the decaying state, which represents an intrinsic property of the system. This paradigm is fundamental to nucleation theory and reaction-rate theory in chemistry, physics, and biology.<p><p>In many circumstances, escape is activated by the presence of noise, which may be of internal or external origin. This is the case for thermally activated escape over a potential energy barrier and, more generally, for noise-induced escape in continuous-time or discrete-time dynamics. <p><p>In the weak-noise limit, the escape rate is often observed to decrease exponentially with the inverse of the noise amplitude, a behaviour which is given by the van't Hoff-Arrhenius law of chemical kinetics. In particular, the two important quantities to determine in this case are the exponential dependence (the ``activation energy') and its prefactor.<p><p>The purpose of the present thesis is to develop an analytical method to determine these two quantities. We consider in particular one-dimensional continuous and discrete-time systems perturbed by Gaussian white noise and we focus on the escape from the basin of attraction of an attracting fixed point.<p><p>In both classes of systems, using path-integral methods, a formula is deduced for the noise-induced escape rate from the attracting fixed point across an unstable fixed point, which forms the boundary of the basin of attraction. The calculation starts from the trace formula for the eigenvalues of the operator ruling the time evolution of the probability density in noisy maps. The escape rate is determined by the loop formed by two heteroclinic orbits connecting back and forth the two fixed points in a two-dimensional auxiliary deterministic dynamical system. The escape rate is obtained, including the expression of the prefactor to van't Hoff-Arrhenius exponential factor./L'échappement des trajectoires est un phénomène omniprésent dans les systèmes dynamiques ouverts et les processus stochastiques. Si l'échappement se produit de façon répétitive pour un ensemble statistique de trajectoires, la population des trajectoires restantes subit souvent une décroissance exponentielle caractérisée par le taux d'échappement. L'inverse du taux d'échappement définit alors la durée de vie de l'état transitoire associé, ce qui représente une propriété intrinsèque du système. Ce paradigme est fondamental pour la théorie de la nucléation et, de manière générale, pour la théorie des taux de transitions en chimie, en physique et en biologie.<p><p>Dans de nombreux cas, l'échappement est induit par la présence de bruit, qui peut être d'origine interne ou externe. Ceci concerne en particulier l'échappement activé thermiquement à travers une barrière d'énergie potentielle, et plus généralement, l'échappement dû au bruit dans les systèmes dynamiques à temps continu ou à temps discret.<p><p>Dans la limite de faible bruit, on observe souvent une décroissance exponentielle du taux d'échappement en fonction de l'inverse de l'amplitude du bruit, un comportement qui est régi par la loi de van't Hoff-Arrhenius de la cinétique chimique. En particulier, les deux quantités importantes de cette loi sont le coefficient de la dépendance exponentielle (c'est-à-dire ``l'énergie d'activation') et son préfacteur.<p><p>L'objectif de cette thèse est de développer une théorie analytique pour déterminer ces deux quantités. La théorie que nous présentons concerne les systèmes unidimensionnels à temps continu ou discret perturbés par un bruit blanc gaussien et nous considérons le problème de l'échappement du bassin d'attraction d'un point fixe attractif. Pour s'échapper, les trajectoires du système bruité initialement contenues dans ce bassin d'attraction doivent alors traverser un point fixe instable qui forme la limite du bassin.<p><p>Dans le présent travail, et pour les deux types de systèmes, une formule est dérivée pour le taux d'échappement du point fixe attractif en utilisant des méthodes d'intégrales de chemin. Le calcul utilise la formule de trace pour les valeurs propres de l'opérateur gouvernant l'évolution temporelle de la densité de probabilité dans le système bruité. Le taux d'échappement est déterminé en considérant la boucle formée par deux orbites hétéroclines liant dans les deux sens les deux points fixes dans un système dynamique auxiliaire symplectique et bidimensionnel. On obtient alors le taux d'échappement, comprenant l'expression du préfacteur de l'exponentielle de la loi de van't Hoff-Arrhenius. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished