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Type: Tese
Title: Exploration of Schramm Loewner evolution in coastlines and invasion percolation trees
Title in English: Exploration of Schramm Loewner evolution in coastlines and invasion percolation trees
Authors: Abril, Leidy Milena Leal
Advisor: Herrmann, Hans Jürgen
Keywords in Brazilian Portuguese : Evolução de Schramm–Loewner;Invariância conforme;Linhas costeiras;Árvore de percolação por invasão;Universalidade
Keywords in English : Schramm Loewner evolution;Conformal invariance;Coastlines;Invasion percolation tree;Universality
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Issue Date: 2025
Citation: ABRIL, L. M. L. Exploration of Schramm Loewner evolution in coastlines and invasion percolation trees. Tese (Doutorado em Física: Física da Matéria Condensada) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: A Evolução de Schramm–Loewner (SLE) fornece uma estrutura matemática rigorosa para caracterizar os limites de escala de curvas fractais, codificando suas propriedades geométricas por meio do parâmetro de difusão de um movimento browniano e permitindo uma classificação universal de processos de crescimento estocástico. Neste trabalho, exploramos a SLE em duas classes distintas de estruturas geométricas: linhas costeiras e árvores de percolação por invasão não aprisionante. Para as linhas costeiras, investigamos suas propriedades fractais, analisando a rugosidade e as dimensões fractais das linhas de isoaltura em paisagens reais e artificiais. Por meio de testes numéricos rigorosos, mostramos que as linhas costeiras violam a SLE, como evidenciado pela não convergência dos parâmetros de difusão. Para estruturas em forma de árvore, exploramos a SLE no contexto de processos de ramificação, com foco em árvores geradas por percolação por invasão não aprisionante (NTIP). Examinamos três estratégias para explorar árvores: o próprio NTIP, a Busca em Profundidade (DFS) e a Busca em Largura (BFS). Focamos nas estatísticas das funções motoras correspondentes, revelando seu comportamento não browniano e a ausência de invariância conforme. Também abordamos o problema inverso de reconstrução de estruturas arbóreas a partir das funções motoras, obtendo reconstruções precisas de sítios usando BFS e NTIP. Esses resultados contribuem para o avanço da nossa compreensão sobre a aplicabilidade da SLE a estruturas naturais e artificiais complexas, destacando suas limitações na descrição e sugerindo possíveis generalizações.
Abstract: The Schramm–Loewner Evolution (SLE) provides a rigorous framework for characterizing the scaling limits of fractal curves, encoding their geometric properties through the diffusion parameter of a Brownian motion and enabling a universal classification of stochastic growth processes. In this work, we explore SLE in two distinct classes of geometric structures: coastlines and nontrapping invasion percolation trees. For coastlines, we investigate their fractal properties by analyzing the roughness and fractal dimensions of isoheight lines in both real and artificial landscapes. Through rigorous numerical tests, we show that coastlines violate SLE, as evidenced by the nonconvergence of the diffusion parameters. For tree-like structures, we explore SLE in the context of branching processes, focusing on trees generated by nontrapping invasion percolation (NTIP). We examine three strategies for exploring trees: NTIP itself, Depth-First Search (DFS), and Breadth-First Search (BFS). We focus on the statistics of the corresponding driving functions, revealing their non-Brownian behavior and lack of conformal invariance. We also address the inverse problem of reconstructing tree-like structures from driving functions, achieving accurate reconstructions of sites using BFS and NTIP. These results contribute to advancing our understanding of SLE’s applicability to complex natural and artificial structures, highlighting its limitations in description and suggesting potential generalizations.
Description in Brazilian Portuguese: ABRIL, L. M. L. Exploration of Schramm Loewner evolution in coastlines and invasion percolation trees. Tese (Doutorado em Física: Física da Matéria Condensada) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80849
Access Rights: Acesso Aberto
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