Kurzbeschreibung des Projekts

Projektnummer		Einzelprojekte  P18592
Titel		Phasenübergänge und Korrelationen in komplexen Fluiden
ProjektleiterIn		FOLK Reinhard
Bewilligungsdatum		10.10.2005
Universität / Forschungsstätte		Institut für Theoretische Physik, Universität Linz
Gebiet(e)
Keywords		Condensed Matter Physics, Computer Stimulations, Integral Equation Methods, Critical Phenomena, Renormalization Group Theory, Dynamical Properties
Homepage		http://www.tphys.jku.at/group/folk/folk.html

Die Beschreibung physikalischer Systeme wie Flüssigkeiten oder Magnete geht von einfachen Modellvorstellungen aus, wie von einem System beweglicher Teilchen, die mit einem nur vom Abstand abhängenden Potential wechselwirken, oder von Teilchen die an festen Gitterplätzen sitzen und deren Wechselwirkung nur von der Ausrichtung elementarer Magnete (Spins) abhängt. Selbst so einfache System zeigen ein reiches Phasenverhalten und sind schwer zu beschreiben. Im Vergleich mit der Realität muß einmal geklärt werden, was überhaupt die Modelle leisten und wie sie analytischen Beschreibungen zugänglich sind. Ersteres wird in numerischen Simulationen (Monte Carlo oder molekulardyanamischen Simulationen) geklärt, letzteres mit analytischen Näherungsverfahren wie Integralgleichungs Methoden untersucht. Diese Gleichungssysteme sind wiederum nur numerisch zu lösen geben uns aber eine Vorstellung davon, worauf es im besonderen in einer Phase oder an Phasenübergängen ankommt.

An speziellen Punkten, Linien oder Flächen im thermodynamischen Phasenraum, je nach der Topologie des Phasendiagramms, treten spezielle Phasenübergänge auf, an denen sich Systemgrößen singulär verhalten. So divergiert die Wärmeleitfähikeit einer Flüssigkeit am kritischen Punkt. Die Beschreibung dieses kritischen Verhaltens erfordert spezielle renormierungsgruppentheoretische Methoden, da das System am kritischen Punkt seine typischen Längen- und Zeitskalen verliert.

In diesem Projekt sollen ausgehend von den eigenen Entwicklungen und den Resultaten anderer komplexe Systeme wie: magnetische Flüssigkeiten und Mischungen, ionische Lösungen (also Flüssigkeiten mit geladenen Teilchen), Mischungen von He³ und He⁴ die suprafluide Phasen zeigen und trikritische Linien aufweisen aber auch Festkörper wie Ferro- und Antiferromagnete studiert werden. Dabei wird einerseit die Statik und Dynamik solcher System untersucht.

Ziel ist es einerseits experimentelle Messungen quantitativ zu erklären (z.Bsp. das Temperatur- und Konzentrationsverhalten der Transportkoeffizienten in He³-He⁴ Mischungen in der Nähe des trikritischen Punktes, oder die dynamische Strukturfunktion in Ferro- oder Antiferromagneten in der Nähe des Currie- respektive Neel-Punktes, oder die Anregungen in magnetischen, ionischen oder dielektrischen Flüssigkeiten). Andererseits sollen auch die Methoden, die in diesen Untersuchungen verwendet werden, weiterentwickelt werden (z. Bsp. sollen die Verfahren der Approximation durch Integralgleichung so verbessert werden daß weniger thermodynamische Inkonsistenzen auftreten.)