Non-Markovian Memory-Based Modelling of Near- and Far-From-Equilibrium Dynamical Systems

Informations projet

NoMaMemo

N° de convention de subvention: 835117

DOI

10.3030/835117

Projet clôturé

Date de signature de la CE 26 Juillet 2019

Date de début 1 Decembre 2019

Date de fin 31 Août 2025

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 1 983 744,00

Contribution de l’UE

€ 1 983 744,00

Coordonné par

FREIE UNIVERSITAET BERLIN
Germany

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Publications

Peer reviewed articles (42)

Derivation of the nonequilibrium generalized Langevin equation from a time-dependent many-body Hamiltonian

Auteurs: Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review E, Numéro 110, 2024, Page(s) 014123, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreve.110.014123

Frequency-dependent hydrodynamic finite size correction in molecular simulations reveals the long-time hydrodynamic tail

Auteurs: Laura Scalfi Domenico Vitali Henrik Kiefer Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 158, 2023, Page(s) 191101, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0151406

Pair-Reaction Dynamics in Water: Competition of Memory, Potential Shape, and Inertial Effects

Auteurs: Florian N. Brünig; Jan O. Daldrop; Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry B, Numéro 126/49, 2022, Page(s) 10295-10304, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c05923

pH Modulates Friction Memory Effects in Protein Folding

Auteurs: Benjamin A. Dalton, Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 133, 2025, Page(s) 188401, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.133.188401

Spectral signatures of excess-proton waiting and transfer-path dynamics in aqueous hydrochloric acid solutions

Auteurs: Florian Brünig, Manuel Rammler, Ellen M Adams, Martina Havenith, Roland R Netz
Publié dans: Nature Communications, Numéro 13/1, 2022, Page(s) 4210, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-31700-x

Accurate Memory Kernel Extraction from Discretized Time-Series Data

Auteurs: Lucas Tepper Benjamin A. Dalton Roland R. Netz
Publié dans: J. Chem. Theory Comput., Numéro 20, 8, 2024, Page(s) 3061–3068, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jctc.3c01289

Rapid state-recrossing kinetics and slow escape kinetics in non-Markovian systems

Auteurs: Qingyuan Zhou, Artur Bakaev, Laura Lavacchi, Roland R. Netz, Benjamin A. Dalton
Publié dans: Physical Review E, Numéro 111, 2025, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreve.111.064110

Mechanisms of Airborne Infection via Evaporating and Sedimenting Droplets Produced by Speaking

Auteurs: Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry B, Numéro 124/33, 2020, Page(s) 7093-7101, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c05229

Effects of surface rigidity and metallicity on dielectric properties and ion interactions at aqueous hydrophobic interfaces

Auteurs: Philip Loche; Laura Scalfi; Mustakim Ali Amu; Otto Schullian; Douwe J. Bonthuis; Benjamin Rotenberg; Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 157, 2022, Page(s) 094707, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0101509

Data-driven classification of individual cells by their non-Markovian motion

Auteurs: Anton Klimek; Debasmita Mondal; Stephan Block; Prerna Sharma; Roland R. Netz
Publié dans: Biophysical Journal, Numéro 123, 10, 2024, Page(s) 173-1183, ISSN 0006-3495
Éditeur: Biophysical Society
DOI: 10.1016/j.bpj.2024.03.023

Non-Arrhenius barrier crossing dynamics of non-equilibrium non-Markovian systems

Auteurs: Laura Lavacchi; Jan Daldrop; Roland R Netz
Publié dans: Europhysics Letters, Numéro 139/5, 2022, Page(s) 51001, ISSN 0295-5075
Éditeur: EDP Sciences
DOI: 10.1209/0295-5075/ac85d6

Barrier-crossing transition-path times for non-Markovian systems

Auteurs: L. Lavacchi, R. R. Netz
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 161, 2025, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0225742

Temporal coarse graining and elimination of slow and periodic dynamics with the generalized Langevin equation for convolution-time-filtered observables

Auteurs: Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review E, Numéro 111, 2025, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreve.111.054132

Airborne virus transmission via respiratory droplets: Effects of droplet evaporation and sedimentation

Auteurs: Majid Rezaei, Roland R. Netz
Publié dans: Current Opinion in Colloid & Interface Science, Numéro 55, 2021, Page(s) 101471, ISSN 1359-0294
Éditeur: Pergamon Press
DOI: 10.1016/j.cocis.2021.101471

Negative friction memory induces persistent motion

Auteurs: Bernhard G. Mitterwallner, Laura Lavacchi, Roland R. Netz
Publié dans: The European Physical Journal E, Numéro 43/10, 2020, ISSN 1292-8941
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1140/epje/i2020-11992-5

Quantitative Prediction of Protein–Polyelectrolyte Binding Thermodynamics: Adsorption of Heparin-Analog Polysulfates to the SARS-CoV-2 Spike Protein RBD

Auteurs: Lenard Neander, Cedric Hannemann, Roland R. Netz, Anil Kumar Sahoo
Publié dans: JACS Au, Numéro 5, 2025, Page(s) 204-216, ISSN 2691-3704
Éditeur: American Chemical Society (ACS)
DOI: 10.1021/jacsau.4c00886

Non-Markovian data-driven modeling of single-cell motility

Auteurs: Bernhard G. Mitterwallner, Christoph Schreiber, Jan O. Daldrop, Joachim O. Rädler, Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review E, Numéro 101/3, 2020, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreve.101.032408

Markovian embedding of generalized Langevin equations with a nonlinear friction kernel and configuration-dependent mass

Auteurs: Cihan Ayaz; Lucas Tepper; Roland R. Netz
Publié dans: Turkish Journal of Phys cs, Numéro 46, 2022, Page(s) 194 – 205, ISSN 1303-6122
Éditeur: TUBITAK
DOI: 10.55730/1300-0101.2726

Barrier-crossing times for different non-Markovian friction in well and barrier: A numerical study

Auteurs: Florian N. Brünig, Roland R. Netz, and Julian Kappler
Publié dans: Physical Review E, Numéro 106, 2022, Page(s) 044133, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreve.106.044133

Non-Markovian Modeling of Nonequilibrium Fluctuations and Dissipation in Active Viscoelastic Biomatter

Auteurs: Amir Abbasi; Roland R. Netz; Ali Naji
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 131, 2023, Page(s) 228202, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.131.228202

Enhanced interfacial water dissociation on a hydrated iron porphyrin single-atom catalyst in graphene

Auteurs: Laura Scalfi, Maximilian R. Becker, Roland R. Netz, and Marie-Laure Bocquet
Publié dans: Communications Chemistry, Numéro 236, 2023, Page(s) -, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s42004-023-01027-9

Rapid onset of molecular friction in liquids bridging between the atomistic and hydrodynamic pictures

Auteurs: Arthur V. Straube, Bartosz G. Kowalik, Roland R. Netz, Felix Höfling
Publié dans: Communications Physics, Numéro 3/1, 2020, ISSN 2399-3650
Éditeur: Nature Publishing
DOI: 10.1038/s42005-020-0389-0

Barrier-crossing times for different non-Markovian friction in well and barrier $-$ A numerical study

Auteurs: Florian N. Brünig; Roland R. Netz; Julian Kappler
Publié dans: Physical Review E, Numéro 106/4, 2022, Page(s) 044133, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society

The role of memory-dependent friction and solvent viscosity in isomerization kinetics in viscogenic media

Auteurs: Benjamin A. Dalton Henrik Kiefer Roland R. Netz
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, Page(s) 3761, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-48016-7

Approach to equilibrium and nonequilibrium stationary distributions of interacting many-particle systems that are coupled to different heat baths

Auteurs: Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review E, Numéro 101/2, 2020, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreve.101.022120

Nanoscopic Interfacial Hydrogel Viscoelasticity Revealed from Comparison of Macroscopic and Microscopic Rheology

Auteurs: Robert F. Schmidt, Henrik Kiefer, Robert Dalgliesh, Michael Gradzielski, and Roland R. Netz
Publié dans: Nano Letters, Numéro 24,16, 2024, Page(s) 4758–4765, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c04884

Memory and Friction: From the Nanoscale to the Macroscale

Auteurs: Benjamin A. Dalton, Anton Klimek, Henrik Kiefer, Florian N. Brünig, Hélène Colinet, Lucas Tepper, Amir Abbasi, Roland R. Netz
Publié dans: Annual Review of Physical Chemistry, Numéro 76, 2025, Page(s) 431-454, ISSN 0066-426X
Éditeur: Annual Reviews, Inc.
DOI: 10.1146/annurev-physchem-082423-031037

Generalized Langevin equation with a nonlinear potential of mean force and nonlinear memory friction from a hybrid projection scheme

Auteurs: Ayaz, Cihan and Scalfi, Laura and Dalton, Benjamin A. and Netz, Roland R.
Publié dans: Physical Review E, Numéro 105/5, 2022, Page(s) 054138, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreve.105.054138

Force field for halide and alkali ions in water based on single-ion and ion-pair thermodynamic properties for a wide range of concentrations

Auteurs: Maria Duenas-Herrera, Douwe Jan Bonthuis, Philip Loche, Roland R. Netz, Laura Scalfi
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 161, 2025, Page(s) 074506, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0217998

Propensity of hydroxide and hydronium ions for the air–water and graphene–water interfaces from <i>ab initio</i> and force field simulations

Auteurs: Laura Scalfi, Louis Lehmann, Alexandre P. dos Santos, Maximilian R. Becker, Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 161, 2025, Page(s) 144701, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0226966

Water evaporation from solute-containing aerosol droplets: Effects of internal concentration and diffusivity profiles and onset of crust formation

Auteurs: Majid Rezaei; Roland R. Netz
Publié dans: Physics of Fluids, Numéro 33/9, 2021, Page(s) 091901, ISSN 1070-6631
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0060080

Transition-path probability depends non-monotonically on memory time for non-Markovian systems

Auteurs: F. N. Brünig, B. A. Dalton, J. O. Daldrop, R. R. Netz
Publié dans: Europhysics Letters, Numéro 150, 2025, Page(s) 51003, ISSN 0295-5075
Éditeur: EDP Sciences
DOI: 10.1209/0295-5075/adda75

Fast protein folding is governed by memory-dependent friction

Auteurs: Benjamin A. Dalton; Cihan Ayaz; Henrik Kiefer; Anton Klimek; Lucas Tepper; Roland R. Netz
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 120, 2023, Page(s) e2220068120, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2220068120

Modeling Water Interactions with Graphene and Graphite via Force Fields Consistent with Experimental Contact Angles

Auteurs: Shane R. Carlson, Otto Schullian, Maximilian R. Becker, and Roland R. Netz
Publié dans: J. Phys. Chem. Lett., Numéro 15, 24, 2024, Page(s) 6325, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c01143

Time-dependent trajectory of a one-dimensional Gaussian non-Markovian observable does not reveal its nonequilibrium character

Auteurs: Roland R. Netz
Publié dans: Physical Review E, Numéro 112, 2025, Page(s) 014132, ISSN 2470-0045
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/4rd5-7123

Prediction of weather and financial time-series data via a Hamiltonian-based filter-projection approach

Auteurs: Henrik Kiefer, Denis Furtel, Cihan Ayaz, Anton Klimek, Jan O. Daldrop, Roland R. Netz
Publié dans: Newton, Numéro 1, 2025, Page(s) 100138, ISSN 2950-6360
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.newton.2025.100138

Physics of virus transmission by speaking droplets

Auteurs: Roland R. Netz, William A. Eaton
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 117/41, 2020, Page(s) 25209-25211, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2011889117

Time-Dependent Friction Effects on Vibrational Infrared Frequencies and Line Shapes of Liquid Water

Auteurs: Florian N. Brünig; Otto Geburtig; Alexander von Canal; Julian Kappler; Roland R. Netz
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry B, Numéro 126/7, 2022, Page(s) 1579, ISSN 1520-6106
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c09481

Non-Markovian modeling of protein folding

Auteurs: Cihan Ayaz, Lucas Tepper, Florian N. Brünig, Julian Kappler, Jan O. Daldrop, Roland R. Netz
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 118/31, 2021, Page(s) e2023856118, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2023856118

Estimating computational limits on theoretical descriptions of biological cells

Auteurs: Roland R. Netz, William A. Eaton
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 118/6, 2021, Page(s) e2022753118, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2022753118

Optimal non-Markovian composite search algorithms for spatially correlated targets

Auteurs: Anton Klimek, Roland. R. Netz
Publié dans: IOP Publishing, 2022, ISSN 0295-5075
Éditeur: EDP Sciences
DOI: 10.1209/0295-5075/ac4e2b

Non-Markovian equilibrium and non-equilibrium barrier-crossing kinetics in asymmetric double-well potentials

Auteurs: Laura Lavacchi, Benjamin A. Dalton, Roland R. Netz
Publié dans: The European Physical Journal E, Numéro 48, 2025, ISSN 1292-8941
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.1140/epje/s10189-025-00488-1

Other (7)

Multi-point distribution for Gaussian non-equilibrium non-Markovian observables

Auteurs: Netz, Roland R
Publié dans: arXiv, Numéro -, 2024, Page(s) -
Éditeur: arXiv
DOI: 10.48550/arxiv.2310.08886

Analysis and Simulation of Generalized Langevin Equations with Non-Gaussian Orthogonal Forces

Auteurs: Henrik Kiefer, Benjamin J. A. Héry, Lucas Tepper, Benjamin A. Dalton, Cihan Ayaz, Roland R. Netz
Publié dans: arXiv, Numéro 21 May 2025, 2025
Éditeur: arXiv

pH modulates friction memory effects in protein folding

Auteurs: Dalton, Benjamin A.; Netz, Roland R.
Publié dans: arXiv, 2024
Éditeur: arXiv
DOI: 10.48550/arxiv.2401.12027

Robust cytoplasmic partitioning by solving an intrinsic cytoskeletal instability

Auteurs: Melissa Rinaldin, Alison Kickuth, Benjamin Dalton, Yitong Xu, Stefano Di Talia, Jan Brugués
Publié dans: bioXiv, Numéro -, 2024, Page(s) -
Éditeur: Cold Spring Harbor Laboratory
DOI: 10.1101/2024.03.12.584684

Rapid state-recrossing kinetics in non-Markovian systems

Auteurs: Qingyuan Zhou, Roland R. Netz, Benjamin A. Dalton
Publié dans: arXiv, Numéro -, 2024, Page(s) -
Éditeur: arXiv
DOI: 10.48550/arxiv.2403.06604

The influence of multi-dimensionality and off-diagonal non-Markovian friction coupling on coarse-grained dynamics

Auteurs: Henrik Kiefer, Cihan Ayaz, Benjamin A. Dalton, Roland R. Netz
Publié dans: arXiv, Numéro 6 Jun 2025, 2025
Éditeur: arXiv

Quantifying the efficiency of principal signal transmission modes in proteins

Auteurs: Anil Kumar Sahoo, Richard Schwarzl, Markus S. Miettinen, Roland R. Netz
Publié dans: arXiv, Numéro -, 2024, Page(s) -
Éditeur: arXiv
DOI: 10.48550/arxiv.2403.12312