СЕМИНАР: др Стефан Миленковић

У оквиру семинара Центра за изучавање комплексних система Института за физику у Београду, у четвртак, 19. децембра 2024. године у 14 часова у читаоници библиотеке „Др Драган Поповић“, др Стефан Миленковић (Универзитет у Каљарију, Италија) одржаће предавање:

Enhancing accumulation prediction in E. coli by Integrating MD simulations and interpretable ML methods

САЖЕТАК:

Understanding and predicting the accumulation of molecules in Escherichia coli is critical for optimizing the development of effective antimicrobial agents and bioengineering applications. The complexity of membrane permeability and intracellular transport demands approaches that combine biophysical rigor with computational efficiency. In this talk, we will present a novel workflow that integrates Molecular Dynamics (MD) simulations with interpretable Machine Learning (ML) models to predict molecular accumulation in E. coli.

Our approach leverages MD simulations to capture the dynamic behavior of molecules in physiological environments. This behavior is summarized in a set of statistical descriptors, which are systematically integrated into the training procedure to identify the optimal combination of descriptors. The significance of these statistical descriptors, including those with a priori relevance to the problem, was examined relative to conventional molecular descriptor models. Our results demonstrate the immense potential of MD simulation-generated data for enhancing ML-based modeling of microbiological properties.

ИСТРАЖИВАЊА: Рад о промени режима у комплексним системима у часопису Chaos

др Игор Франовић, фото: Бојан Џодан

Истраживач Центра за изучавање комплексних система Института за физику у Београду, др Игор Франовић, објавио је мини прегледни рад о промени режима у комплексним системима у децембарском броју часописа Chaos. Поред др Франовића, аутори рада су и др Себастијан Ејдам из RIKEN Центра за изучавање мозга у Јапану и др Денис Ероглу из Кадир Хас универзитета у Турској.

Промена режима (regime switching), према речима др Франовића, подразумева квалитативну промену динамике комплексног система услед промене услова у којима се систем налази. „Промена се може догодити услед деловања једног или симултаног деловања више фактора“, напомиње др Франовић и наводи пример климатских модела који често укључују брзу промену параметара и шум.

„Појам regime switching није ограничен на нагле и иреверзибилне прелазе, већ укључује и постепене реверзибилне процесе. Осим тога, не укључује само појединачне изоловане догађаје већ и секвенцијалне патерне активности“, каже др Франовић наводећи примере концепата који су уочени у еколошким и климатским системима, али и у теоријској неуронауци.

Феномен regime switching привлачи пажњу посебно због великих могућности примене, а истраживање се одвија на два нивоа. „Један ниво је напредак у математичким методама, пре свега егзактним редукционим приступима, а други ниво представљају data-driven приступи“, објашњава др Франовић. Када је реч о овом другом нивоу, др Франовић истиче да је недавно дошло до значајног напретка у model-free предвиђању критичних прелаза методама дубоког учења. „Досадашње методе су често биле оганичене самом класом појаве или класом система па су настајале методе које су прилагођене на пример само феноменима синхронизације или адаптиране на поједине климатске феномене. У последње две године појавиле су се технике које омогућавају универзалност примене и робусност на различите типове шумова“, каже др Франовић.

Како се у раду наводи, један од циљева контроле комплексних система је стабилизација њихове динамике. „Стабилизација динамике најчешће подразумева супресију нежељених прелаза индукованих шумом који је неизбежан у комплексним системима и елиминацију коегзистентних метастабилних стања у које би систем могао да пређе“, објашњава др Франовић и напомиње да је у протеклих десет година остварен значајан напредак у развоју нових приступа за контролу комплексних система. „Главни изазов у будућности ће представљати развој нових метода контроле секвенцијалне динамике, нарочито различитих цикличних патерна (регуларних и хаотичних) код примена у рачунању из резеровара (reservoir computing) и неурорморфном рачунарству (neuromorphic computing).

Понекад системи дуго бораве у близини промене режима, на пример „на граници хаоса“ – прелаза из регуларне у хаотичну динамику. Према речима др Франовића постоје сценарији у којима је пожељно одржавати динамику у близини прелаза како би систем постигао оптималну функцију, а то се може учнити на више начина. „Конкретна идеја о одржавању „на граници хаоса“ помиње се у контексту рада појединих кортикалних регија мозга али и поводом генетских регулаторних мрежа, рекурентних неуронских мрежа, ћелијских аутомата и рачунања из резервоара“, каже др Франовић додајући да се доказане предности оваквих стања односе на оптимизацију одређених функција. „Динамику је могуће одржавати на граници прелаза спољашњим факторима, али је могуће и да систем спонтано одржава такво стање што се назива феноменом самоорганизоване критичности“, закључује др Франовић.

ПРЕДАВАЊА: Студенти биологије у Институту

Др Тања Берић и студенти секције Микрокосмос

У оквиру „Месеца астробиологије“, студентска секција Микрокосмос организовала је у четвртак, 6. децембра посету Институту за физику у Београду. 

Група студената, чланова ове секције, обишла је нову Лабораторију за експерименталну астробиологију у Институту, где су имали прилику да се упознају са идејама, пројектима и циљевима истраживача који су овде ангажовани.

Студенти су затим у читаоници библиотеке „Др Драган Поповић“ слушали предавање „Екстремофили – проширени рам за слику живота“ које су одржале Ива Росић и Марина Антељевић, докторанди Биологије микроорганизама из Лабораторији за експерименталну астробиологију.

Ива Росић

Током првог предавања под називом „Астробиолошке мете“, Ива Росић је презентовала карактеристике и услове који владају на Венери, Марсу и Титану, као и могућности формирања и опстанка микробијалних облика живота у различитим слојевима и структурама поменутих  небеских тела. 

Марина Атељевић

У оквиру предавања „Микроорганизми екстремних станишта: Кандидати за живот изван Земље” Марине Антељевић, студенти су се упознали са конкретним екстремофилним микроорганизмима који представљају потенцијалне моделе живота на Венери, Марсу и Титану. 

Посета студената, чланова секције Микрокосмос, први је скуп биолога у Институту. Студенти су претходно у оквиру ”Месеца астробиологије” посетили Планетаријум на Калемегдану где су сазнали више о Сунчевом систему као и најзначајнијим сазвежђима ноћног неба.

Фотографије: Бојан Џодан/Институт за физику у Београду

КОНКУРСИ: Отворен осми позив за младе истраживаче

Фото: Бојан Џодан

Министарство науке, технолошког развоја и иновација расписало је Осми позив талентованим младим истраживачима – студентима докторских академских студија за укључивање у рад у научноистраживачким организацијама.

Позив је намењен кандидатима који су ове школске године први пут уписали прву годину докторских студија са најмањом просечном оценом 9,00 на основним и мастер студијама. Кандидати који испуњавају ове услове и имају до 30 година могу се пријавити на конкурс до 15. децембра 2024. године.

Ове године, пријављивање се одвија преко платформе „Бирам науку“, а како би читав процес био јаснији кандидатима, Институт за физику у Београду организовао је неколико пута Отворена врата за све заинтересоване младе истраживаче који желе да се укључе у рад ове установе. Следећа Отворена врата биће одржана у Институту за физику 6. и 13. децембра 2014. године.

Заинтересовани студенти могу на порталу „Бирам науку“ да погледају позиције које је у оквиру овог позива објавио Институт за физику у Београду. Институт је укупно објавио позив за 28 позиција, а области истраживања су разноврсне.

Више о Позиву на сајту Министарства
Текст Осмог позива
Информације о позицијама у Институту за физику у Београду

СЕМИНАР: проф. Ендрју Х.А. Клејтон

У оквиру семинара Лабораторије за биофизику Института за физику у Београду, у уторак, 10. децембра 2024. године у 11 и 30 у читаоници библиотеке „Др Драган Поповић“, проф. Ендрју Х.А. Клејтон (академски директор истраживачке обуке на Факултету науке, рачунарства и инжењерских технологија, Свинбурн универзитет технологије, Мелбурн, Аустралија) одржаће предавање:

Nagging cells to death

САЖЕТАК:

Recent advancements in optogenetics and microfluidics have made possible the exciting new branch of synthetic biology, where inputs to cells can be controlled in space and time. While in some instances the goal is to replicate normal physiology (e.g. calcium oscillations) in other cases the use of synthetic, non physiological inputs provides information on how cells sense and interpret dynamic environments. In our laboratory we have been using microfluidic approaches to investigate how the frequency of growth factor inputs affects cell behaviour-cell proliferation, cell population decline and cell differentiation. Interestingly epidermal growth factor, a hormone that normally promotes cell survival and proliferation can induce cell population decline at certain frequencies and induce premature differentiation at others. We propose that the intracellular enzyme cascades (ERK, CREB, JNK, AKT) that control different cell outcomes have distinct growth factor driven activation kinetics, which endows them with different band-pass filtering characteristics.

References:

Nguyen H N Tran and Andrew H A Clayton, Transfer function approach to understanding periodic forcing of signal transduction networks, 2023 _Phys. Biol._ 20 035001

Zubaidah Ningsih and Andrew H A Clayton, Does frequency-dependent cell proliferation exhibit a Fano-type resonance? 2020 _Phys. Biol._ 17 044001

СЕМИНАР: Данило Ракоњац

У оквиру семинара Групе за гравитацију, честице и поља Института за физику у Београду, у петак, 06. децембра 2024. године у 11 часова у сали 360 Института за физику у Београду, Данило Ракоњац (Институт за физику у Београду) одржаће наставак предавања:

The notion of singularity in general relativity

САЖЕТАК:

We give a review of the formal notion of singularity in general relativity, whose development resulted in the famous Penrose and Hawking singularity theorems. This is considered to be the first result that kick started modern research in general relativity. We introduce the basic notions of geodesic incompleteness and closed trapped surfaces, and review the consequences of the theorems.

НАЈАВЕ: Радионица о метаматеријалима

У оквиру пројекта АРТЕМИС европског Хоризонт програма из области квантних технологија, у читаоници библиотеке „Др Драган Поповић“ у Институту за физику у Београду од 9. до 13. децембра 2024. године биће одржана радионица „Метаматеријали: Квантна и нано перспектива“.

Радионица представља наставак истраживања у оквиру АРТЕМИС пројекта, а на њој ће предавања држати стручњаци из Немачке, Белгије и Италије који су гости Лабораторије за нанофотонику Института за физику у Београду.

Предавања из области нелинеарне оптике, квантне механике и биофотонике отворена су за све заинтересоване колеге.

Програм радионице

ДОГАЂАЈИ: Изложба поводом јубилеја ЦЕРН-а

Изложба „ЦЕРН – Универзум открића: 70 година великих експеримената“отворена је у петак, 29. новембра 2024. године у 19 часова у Европској кући у Београду (угао Змај Јовине и Кнез Михаилове улице).

Догађај организује Министарство науке, технолошког развоја и иновација у сарадњи са ЦЕРН-ом, Центром за промоцију науке, Физичким факултетом и Институтом за физику у Београду уз подршку Европске куће.

Изложба о ЦЕРН-у, који је у септембру обележио 70 година постојања, приказује постанак и развој универзума, развој истраживања и открића, као и бројне иновације које су настајале у највећој научној институцији у Европи, међу којима је и интернет.

Изложба је отворена до 20. децембра 2024. године, а посетиоци ће имати прилику да виде и део ЦЕРН-овог акцелератора, да открију како он ради и која нова знања може да донесе.

ДОГАЂАЈИ: Европска комисија за будуће акцелераторе у САНУ

Делегација Европске комисије за будуће акцелераторе у ужем саставу (RECFA) посетила је Србију и учествовала у петак, 29. новембра 2024. године на једнодневном скупу одржаном у Свечаној сали Српске академије наука и уметности.

Комисију чине најугледнији чланови европске заједнице научника који се баве физиком високих енергија, а међу њима су и високи делегати из ЦЕРН-а и других акцелераторских постројења.

Улога RECFA је да прати развој у области физике високих енергија у земљама чланицама, а након посете Србији комисија ће се обратити представницима Владе Републике Србије, Министарства науке, технолошког развоја и иновација, и Фонда за науку са закључцима о тренутним и будућим правцима развоја ове научне области у нашој земљи.

Овај догађај био је прилика да представници домаће заједнице из области физике високих енергија дискутују са RECFA делегатима, а у организацији и програму учествовали су и Истраживачи института за физику у Београду који сарађују са ЦЕРН-ом.

Фото: Александар Мијаиловић

МЕДИАЛАБ: О извештавању о климатским променама

Новембарски скуп научних новинара у оквиру Медиалаб програма одржан је у уторак, 26. новембра 2024. године на Тавану Института за физику у Београду.

Тема разговора било је извештавање о климатским променама, а гост је био проф. др Владимир Ђурђевић са Физичког факултета у Београду који поред свог научног рада и рада са студентима, има и велико медијско искуство па је чест саговорник новинарима који извештавају о климатским променама.

Фото: Бојан Џодан