CeNoS Kollquium 31.05.2016,  16:30 Uhr s.t. room 222 of the Institute for Applied Physics

Phase-field models for the growth and evolution of complex structures

Prof. Dr. Mathis Plapp, Laboratoire PMC - Ecole Polytechnique
Einladender: Prof.Dr. U. Thiele

Complex ramified structures are generated naturally by growth and self-organization in a large number of processes. The ramification usually arises from morphological instabilities that are due to a coupling of interface motion to transport processes in the bulk. A complete understanding of structure formation therefore requires to follow the complex interface dynamics and the resulting nonlinear pattern selection processes.

In recent years, the phase-field method has emerged as a method of choice for the numerical modelling of such free-boundary problems. It is based on phenomenological equations of out-of-equilibrium thermodynamics that are combined with free-energy functionals of Ginzburg-Landau type; interfaces are represented implicitly by profiles of suitable order parameters. Using relatively simple codes, structure evolution can be simulated qualitatively, and for some cases even quantitatively. I will first give an introduction to the principles of this method, taking as an example the growth of crystal dendrites during solidification, and then discuss other applications to structure formation in hard and soft matter systems.

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Meldung23062015

Internationaler Erfolg für vom CeNoS geförderten Physiker der WWU im Internationalen Jahr des Lichts

Laserlicht ist ein universelles Werkzeug: Neben mechanischen Arbeiten wie Schweißen, Bohren oder Fräsen kann ein Laser auch Material so verändern, dass es künstlich strukturiert wird. So entstehen sogenannte „photonische Kristalle“, die wie ihre natürlichen Verwandten vielfältigen Einsatz finden. Photonische Kristalle können Licht leiten und verstärken. Bisher war aber nicht klar, ob solche Kristalle auch in der Lage sind, die Farbe des Lichts beim Durchgang zu ändern, so wie es für Laser durch nichtlineare optische Effekte schon möglich ist.

Haissam Hanafi hat dazu bereits als Masterstudent in einem Team in der Arbeitsgruppe Nichtlineare Photonik einen innovativen Weg gefunden: indem er einen nichtlinearen Kristall mit ultrakurzen Laserpulsen derart geschickt verändert, dass es nicht sichtbares Licht in rotes Licht umwandelt. Dafür erhielt er nun im Rahmen der internationalen Tagung „Photorefractive Photonics“ in Villars, Schweiz (16.06.15 – 19.06.15) den Preis für den besten Beitrag eines jungen Nachwuchswissenschaftlers.

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Das CeNoS


Das Center for Nonlinear Science (CeNoS) ist eine zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und besteht aus den beteiligten Arbeitsgruppen die im Moment sechs verschiedenen Fachbereichen angehören. Mitglied kann jede an der Thematik interessierte Arbeitsgruppe oder jede/r interessierte Wissenschafter/in der Universität Münster werden.Das CeNoS versteht sich als Dach für die grundlagenorientierte Forschung und Lehre an Fragestellungen zu nichtlinearen Systemen sowie für Anwendungen der Ergebnisse in verschiedenen Gebieten. Darüber hinaus dient es als Forum des interdisziplinären Dialogs zwischen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen verschiedener wissenschaftlicher Fachdisziplinen.