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Lokalisierte Strukturen in anregbaren und bistabilen Medien

Nichtlineare und Stochastische Physik, Bd. 5

Harald Hempel

ISBN 978-3-89722-411-7
111 Seiten, Erscheinungsjahr: 2000
Preis: 40.50 €
« Es ist sehr beeindruckend, wie einfache physikalische Prozesse - Diffusion und Reaktion - sehr komplexe raum-zeitliche Szenarien hervorbringen.»

Dieser Satz drückt die Faszination aus, die viele Wissenschaftler zur Beschäftigung mit Reaktions-Diffusionssystemen bewogen und zu einer Vielzahl von Veröffentlichungen in den letzten Jahren geführt hat.

Der Autor hat es sich zur Aufgabe gemacht, einer bestimmten Struktur in diesen Reaktions-Diffusionsssystemen näher auf den Grund zu gehen. Es sind dies die Spots, welche lokalisierte Konzentrationserhöhungen in einem anregbaren Medium darstellen. Sie haben die denkbar einfachste Form unter den Nichtgleichgewichtsstrukturen und verdienen deshalb besondere Aufmerksamkeit.

Wegen ihrer geringen Größe werden Spots von Fluktuationen stärker als jede andere Struktur in Reaktions-Diffusionssystemen beeinflußt. In diesem Zusammenhang ist erstaunlich, daß sich die Beweglichkeit der Spots, die durch einen effektiven Diffusionskoeffizienten charakterisiert wird, bei Verstärkung der Fluktuationsintensität verringert. Dieser Effekt steht im Widerspruch zum Verhalten klassischer Brown'scher Teilchen und kann nur im Zusammenhang mit der inneren Dynamik der Spots verstanden werden.

Ein weiteres interessantes Phänomen ist, daß Fluktuationen das Auftreten von Spots begünstigen können. So können Spots in einem anregbaren Medium nur ab einer kritischen Fluktuationsstärke überleben. Die Abwesenheit von Fluktuationen dagegen sowie eine überkritisch hohe Intensität der Fluktuationen führen zur Herausbildung von homogenen Verteilungen.

Diese beiden Beispiele belegen die besondere Rolle, welche den Spots unter den Nichtgleichgewichtsstrukturen zukommt. Die Eigenschaften dieser Strukturen werden in dem vorliegenden Buch unter verschiedenen Blickwinkeln diskutiert.

Keywords:
  • Reaktions-Diffusions-Systeme
  • anregbare Medien
  • Strukturbildung

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