Computersimulationen in weicher kondensierter Materie

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In Computersimulationen soll der Übergang zwischen kolloidalen Suspensionen und granularen Medien untersucht werden. Beide Systemklassen verbindet eine komplexe kollektive Dynamik, die zu einem dynamischen Arrest führt. Experimente haben eine Reihe von Gemeinsamkeiten zwischen dem kolloidalen dynamischen Arrest ("Glasübergang") und verwandten Phänomenen in granularer Materie ("jamming") aufgezeigt. Für ein besseres theoretisches Verständnis sind diese Ähnlichkeiten auf mikroskopischer Ebene genauer zu verstehen. Dazu werden in diesem Projekt (Phase 1) mit der Lattice-Boltzmann-Methode für kolloidale Systeme und einer Monte-Carlo-Methode für dichte amorphe Systeme zwei leistungsfähige Algorithmen für diese Fragestellung weiterentwickelt. Kolloidale Systeme unter externen Kräften, die sich so mehr und mehr wie granulare Systeme verhalten, sollen damit simuliert werden. Das Projekt hat langfristig (Phase II) eine Übertragung theoretischer Ansätze aus der Kolloidphysik auf die granularen Medien in kombinierten Theorie- und Simulations-Studien zum Ziel.