Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme

Schwerpunkt: Systeme im Nichtgleichgewicht

Prof. Dr. Holger Stark, [1] PD Dr. Sabine H. L. Klapp [2] (Homepage), [3]

Dipl.-Phys. Sebastian Heidenreich [4], Dipl-Phys. Reinhard Vogel [5]

Mittwoch um 14.15 im EW 731

In letzter Zeit sind in der Physik zunehmend Problemstellungen ins Blickfeld geraten, die sich mit Systemen außerhalb des thermischen Gleichgewichts beschäftigen, gerade auch im Bereich der weichen Materie und in biologischen Systemen. Das Seminar gibt einen Einblick in die Methoden, mit denen das Nichtgleichgewicht behandelt wird, und illustriert sie anhand ausgewählter Anwendungen aus der weichen Materie und der Biologie.

• Das Prinzip der linearen Antwort und das Fluktuations-Dissipations-Theorem
• Langevin-Gleichung: Brownsche Bewegung von Mikrometer-Teilchen
• Smoluchowski-Gleichung: Gerichtete Bewegung aus thermischem Rauschen
• Aktive Brownsche Teilchen: Kollektive Bewegung schwimmender Organismen
• Jarzynski-Relation: Was man lernen kann, indem man an einem Biomolekül zieht
• Navier-Stokes-Gleichung: Manipulation viskoser Flüssigkeiten
• Hydrodynamische Wechselwirkungen: Kollektive Dynamik durch Bewegung
• Von der Liouville Gleichung zum Projektionsoperator-Formalismus: Eine Reise von der Mikro- zur Makrowelt
• Dynamik von Stäbchen-Systemen: Orientierung von Vieren in Scherströmungen
• Dynamik komplexer Flüssigkeiten: Der Formalismus der Poisson-Klammer
• Dynamische Dichte-Funktional-Theorie: Kolloide im Nichtgleichgewicht
• Wie bringe ich den Computer aus dem Gleichgewicht: Kinetische Monte-Carlo Simulationen und weitere numerische Nichtgleichgewichtsmethoden
• Die langsame Dynamik unterkühlter Flüssigkeiten und Gläser

Eigene Vorschläge sind nach Absprache willkommen.