Seminar

Fluktuations-induzierte Effekte aus dem Bereich der statistischen Physik

WS 22/23

Prof. Clemens Bechinger

Fluktuationen sind – selbst am absoluten Temperaturnullpunkt und im Vakuum – in allen realen Systemen präsent und für das Verständnis der Eigentschaften von Materie von enormer Bedeutung. Tatsächlich hätte die Abwesenheit von Fluktuationen gravierende Auswirkungen auf viele physikalische Phänomene und Anwendungen. In unserem Seminar wollen wir anhand von Beispielen aus dem Bereich der weichen kondensierten Materie diskutieren, wie sich thermische Flukutationen im und weit weg vom thermischen Gleichgewicht auswirken. Neben der grundlegenden Rolle von Fluktuationen auf die Dynamik und das Phasenverhalten weicher kondensierte Materie, wollen wir anhand von konkreten Beispielen aus dem Bereich der Nanotribologie, thermischer Ratschen, stochastischer Resonanz, mikroskopischer Thermodynamik etc. den Einfluss von Rauschen diskutieren.

  • Theoretische Beschreibung kolloidaler Teilchen (Grundlagen, Langevingleichung, Diffusionsgleichung)
  • 2. Optische Pinzetten (Wechselwirkung von Teilchen mit Licht, Lichtdruck, Gradientenkraft)
  • Messung von Kräften mit Hilfe von thermischem Rauschen (Messung von ultrakleinen Kräften mit TIRM)
  • Stochastische Resonanz (Erhöhung der Nachweisgrenze kleiner Signale durch Rauschen)
  • Transport durch Poren und Engstellen (Wie kommen Teilchen am schnellsten durch eine Engstelle)
  • Mikrorheologie (Rheologische Untersuchungen mit Brownschen Teilchen)
  • Thermische Ratschen (Rauschinduzierte Transportphänomene)
  •  Kritische Casimirkräfte (Fluktuationsinduzierte Kräfte)
  • Phasenübergänge in niedrigdimensionalen Systemen (LIF/LIM) (Rauschen in 1 und 2-dim Systemen)

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