AG — Prof. Heiko Rieger — Statistical Physics


Vorlesungsankündigung WS 2019/2020

VL Theoretische Physik IV

(Quantenphysik und statistische Physik: Weiterführende Konzepte)

Mittwoch und Donnerstag, 14:15h - 15:45h

Geb. E2 6, Raum E.04

Beginn und Anmeldung: 16.10.2019



Zeit und Ort nach Vereinbarung
2-stündige Übungen:



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

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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.


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