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Forschungsschwerpunkte 2003 - 2004    zurück    weiter

Prof. Dr. A. Heuer Energiehyperflächen komplexer Systeme/Glasübergang   Die Energiehyperfläche ist im hochdimensionalen Konfigurationsraum des Systems definiert, so dass das gesamte System als ein einziger Punkt aufgefasst wird. Die im zweiten Projekt angesprochenen Tunnelsysteme entsprechen im Konfigurationsraum benachbarten lokalen Minima der Energiehyperfläche. Die Bestimmung aller lokalen Minima der Energiehyperfläche ist wegen der exponentiellen Abhängigkeit der Anzahl der Minima von der betrachteten Systemgrösse sehr aufwendig. Für kleine Modellsysteme kann die gesamte Energiehyperfläche dennoch numerisch bestimmt werden. Daraus lassen sich wichtige Fragen klären wie zum Beispiel die Trennung zwischen kristallinen und amorphen Bereichen, die Beziehung zwischen den Eigenschaften im Temperaturbereich einiger Kelvin und am Glasübergang und die Abhängigkeit von äußeren Parametern wie dem Druck. Doch auch für größere Systeme lassen sich noch immer wesentliche Eigenschaften der Energiehyperfläche aus geeigneten statistischen Untersuchungen erhalten und erlauben eine Quantifizierung wesentlicher Eigenschaften der Thermodynamik und des Relaxationsverhaltens komplexer Systeme. Das Verhalten kann dann mit den Eigenschaften im Realraum verglichen werden. Daraus lernt man z.B. etwas über die Realisierung der dynamischen Heterogenitäten in Form von sogenannten Strings. Beteiligte Wissenschaftler: B. Doliwa, A. Saksaengwijit, J. Reinisch, A. Heuer, M. Vogel Veröffentlichungen 2003: B. Doliwa, A. Heuer, Hopping in a Supercooled Lennard-Jones Liquid: Metabasins, Waiting Time Distribution, and Diffusion, Phys. Rev. E 67, 030501/1-4 (2003). B. Doliwa, A. Heuer, Energy Barriers and Activated Dynamics in a Supercooled Lennard-Jones Liquid, Phys. Rev. E 67, 030506/1-16 (2003). B. Doliwa, A. Heuer, Finite-size effects in a supercooled liquid, J. Phys. C: Cond. Mat. 15, S849-S858 (2003). A. Saksaengwijit, B. Doliwa, A. Heuer, Description of the dynamics in complex energy landscapes via metabasins: a simple model study, J. Phys. C: Cond. Mat. 15, S1237-S1242 (2003). B. Doliwa, A. Heuer, What Does the Potential Energy Landscape Tell Us about the Dynamics of Supercooled Liquids and Glasses?, Phys. Rev. Lett. 91, 235501/1-4 (2003). Veröffentlichungen 2004: M. Vogel, B. Doliwa, A. Heuer, S.C. Glotzer, Particle rearrangements due to transitions between inherent structures of a supercooled Lennard-Jones liquid, J. Chem. Phys. 120, 4404-4414 (2004). A. Saksaengwijit, J. Reinisch, A. Heuer, The origin of the fragile-to-strong crossover in liquid silica as expressed by its potential energy landscape, Phys. Rev. Lett. 93, 235701/1-4 (2004). M. Vogel and S.C. Glotzer, Temperature dependence of spatially heterogeneous dynamics in a model of viscous silica, Phys. Rev. E 70, 061504 (2004) M. Vogel and S.C. Glotzer, Spatially heterogeneous dynamics and dynamic facilitation in a model of viscous silica, Phys. Rev. Lett. 92, 255901 (2004) Y. Gebremichael, M. Vogel and S.C. Glotzer, Formation of transient clusters on nanoscopic length scales in a simulated one-component supercooled liquid, Mol. Simul. 30, 281-287 (2004) Y. Gebremichael, M. Vogel and S. C. Glotzer, Particle dynamics and the development of string-like motion in a simulated monoatomic supercooled liquid, J. Chem. Phys. 120, 4415-4427 (2004)