AG — Prof. Heiko Rieger — Statistical Physics


Theoretisch-Physikalisches Seminar

Aktive Materie:

von Vogelschwärmen, Bakterienkolonien, Zellen und molekularen Motoren

Mittwoch 11:15h - 12:45h

Geb. E2 6, Raum 4.18

Beginn und Anmeldung: 16.10.2019

bird floc bird floc bird floc bird floc


Aktive Materie besteht aus einer großen Zahl aktiver „Agenten“, welche Energie verbrauchen um sich zu bewegen oder mechanische Kräfte auf ihre Umgebung auszuüben und so manifest Nicht-Gleichgewichts-System darstellen. Beispiele von aktiver Materie sind Tiergruppen wie Vogel- und Insektenschwärme, Herden, Fisch-Schulen, und auch Menschenmassen, des weiteren Bakterienkolonien, lebendes Gewebe und einzelne Zellen, aber auch synthetische selbstangetriebene Teilchen wie phoretisch getriebene Kolloide, angeregte granulare Materie und Roboter-Schwärme. Aktive Materie ist eine relative neue Materialklassifizierung der Physik weicher Materie, das erste theoretische Modell hierfür wurde erst 1995 eingeführt. Von besonderem Interesse beim Studium aktiver Materie sind neuartige kollektive Effekte die durch das Zusammenwirken vieler aktiver Agenten entstehen, auch emergente Phänomene genannt: als Beispiel sei hier nur an das Schwarmverhalten von Insekten und Vögeln, insbesondere der Stare, erinnert. Nirgendwo sind deren komplexe Flugbewegungen abgespeichert, sie organisieren sich vielmehr selbst auf der Grundlage von relativ simplen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Vögeln. Die Migration lebender Zellen lässt sich ebenfalls als ein kollektives Phänomen von wechselwirkenden Zytoskelett-Proteinen, molekulare Motoren und der Zellmembran verstehen, so wie die Entstehung von Biofilmen und lebendem Gewebe durch die Interaktion von Zellen. Forschung auf dem Gebiet der aktiven Materie strebt nicht nur nach einem physikalischen Verständnis dafür, wie biologische Phänomene durch die Interaktion vieler intern getriebener Komponenten entstehen, sondern auch nach der Produktion synthetischer Materialien, die aus aktiven energie-konsumierenden Komponenten. Das Seminar gibt anhand von Beispielen einen Einblick in die Welt der aktiven Materie und diskutiert theoretische Ansätze für das Verständnis der beobachteten faszinierenden kollektiven Phänomene.

DatumVortragenderThema
15.01.2020Shauri ChakrabortyDynamics of coupled modes for sliding particles on a fluctuating landscape
22.01.2020Matthieu Mangeat Flocking and re-orientation transition in the q-state active Potts model
29.01.2020Adam Wysocki Search efficiency of chemotactic searchers
26.02.2020Shauri Chakraborty The KPZ universality class and its connection to exclusion processes