Resumo |
Transições de fase podem ser observadas em diversos sistemas físicos, químicos, biológicos e sociais. Dentre estes, uma classe de fenômenos amplamente estudada são as transições de fase com estados absorventes, que ocorrem quando o sistema se encontra em um estado em que seu estado permanece inalterado. Diversos tipos de modelos possuem esse tipo de transição, dentre eles, alguns processos epidêmicos. Um modelo fundamental que exibe transição com estados absorventes é o Processo de Contato (PC), onde sítios em uma rede assumem um de dois estados (infectado ou suscetível) e podem espontaneamente se curar ou transmitir a epidemia para sua vizinhança a uma determinada taxa. Outro modelo muito estudado em epidemiologia é o modelo Suscetível-Infectado-Suscetível (SIS) , onde novamente sítios podem assumir os estados infectado ou suscetível. Nesse modelo, a cura é idêntica ao PC, porém há diferenças nas taxas as quais um sítio espalha a infecção. Em redes regulares, ambos modelos pertencem a classe de universalidade de Percolação Dirigida (PD) [6], porém, em redes complexas, podem assumir comportamentos bem distintos. Um ponto importante relacionado à simulação de modelos com estados absorventes é que, como os sistemas sempre possuem tamanho finito, eventualmente o estado absorvente será visitado e, a partir daí, a simulação não avança. Uma maneira de evitar esse problema é considerar o estado quasiestacionário (QE), uma dinâmica modificada que evita o estado absorvente e se torna irrelevante no limite termodinâmico. Existem diversas maneiras de simular o estado QE, cada uma com suas vantagens e desvantagens. Neste trabalho, comparamos diversos métodos de simulação, o método quasiestacionário padrão (QEP), onde a amostragem é realizada somente nas amostras que sobreviveram, a condição de contorno refletora (CCR), onde a dinâmica retorna imediatamente para o estado pré-absorvente, a reativação de hub (RH), onde o vértice mais conectado da rede é reativado após a visita ao estado absorvente e a reativação por tempo ativo (RTA), onde o retorno da epidemia para um determinado vértice é proporcional ao tempo que esse vértice permanece infectado. Aplicamos esses métodos para o PC e para o SIS, em redes regulares e complexas. Para o PC, verificamos que ambos os métodos são equivalentes na identificação e caracterização da transição, porém, no SIS, que possui fases epidêmicas localizadas o método CCR não foi capaz de capturar essas fases. Os métodos QEP, RH e RTA mostraram-equivalentes em todos as análises realizadas. |