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Kollektive Bewegung. Komplexe Strukturen in 2D-Systemen Aktiver Brown'scher Teilchen fernab vom Gleichgewicht

Nichtlineare und Stochastische Physik, Bd. 10

Udo Erdmann

ISBN 978-3-8325-0405-2
150 pages, year of publication: 2003
price: 40.50 €
Das Phänomen der kollektiven Bewegung ist von großem allgemeinen Interesse, was einen Anstieg der Forschungstätigkeiten auf diesem Gebiet in den letzten Jahren zur Folge hatte. Gerade bei biologischen und sozialen Systemen, welche sich fast ausschließlich fernab vom Gleichgewicht befinden, lassen sich oft kohärente Bewegungen von Gruppen verschiedener Spezies beobachten, gedacht sei hier nur an Schwärme von Vögeln, Fischen oder auch Mikroorganismen. Spezies wie diese und die meisten anderen Spezies auch sind in der Lage, Energie aus der Umgebung aufzunehmen und diese wiederum in interne Freiheitsgrade umzuwandeln. Die so aufgenommene Energie ermöglicht es den Individuen, sich mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen, da jegliche Dissipation kompensiert werden kann. Genau dieser Umstand läßt sich in den o.g. Systemen beobachten: gerichtete, permanente Bewegung. Aus diesem Grunde ist das Konzept der Aktiven wechselwirkenden Brown'schen Teilchen Gegenstand detaillierterer Untersuchungen, welche in dieser Arbeit betrachten werden.

Nach einer Einführung in die grundlegenden Ideen der Theorie Aktiver Brown'-scher Teilchen werden verschiedene Wechselwirkungsszenarien betrachtet und die Grundbewegungszustände solcher wechselwirkenden Teilchen extrahiert.

Im Rahmen einer Doktorarbeit entstanden, richtet sich dieses Buch an Leser mit Vorwissen in statistischer Physik, nichtlinearer Dynamik und physikalischer Kinetik. Die Arbeit sei aber auch als Bindeglied zu den Wissenschaften verstanden, die sich ebenfalls mit diesem interdisziplinären Forschungsgebiet beschäftigen.

Keywords:
  • Schwarmbildung
  • bewegte Strukturen
  • Selbstorganisation
  • selbstgetriebene Teilchen
  • stochastische Prozesse

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