Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 41: POSTER II

DY 41.22: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–13:00, Z

Instabilitäten von Spiralwellen in chemischen
und biologischen Reaktions-Diffusions-Systemen — •Markus Bär , Martin Falcke und Michal Or-Guil — Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38, 01187 Dresden

Rotierende Spiralwellen werden in einer Vielzahl musterbildender Nichtgleichgewichtssysteme in der Chemie und Biologie beobachtet. Für gegebene äußere Bedingungen besitzen Spiralwellen eine typische Wellenlänge und Geschwindigkeit. In einigen Fällen werden diese Spiralen im Experiment für bestimmte Bedingungen instabil und raumzeitlich chaotische Muster entstehen. Anhand eines einfachen Aktivator-Inhibitor-Modells sowie eines Modells zur Ausbreitung intrazellulärer Kalziumwellen untersuchen wir die Instabilität von Spiralen mit Hilfe numerischer Simulationen und Stabilitätsanalyse. Der wesentliche Grund für die beobachteten Spiralinstabilitäten liegt darin, daß die selektierte Wellenlänge, zu einer absolut instabilen periodischen Welle korrespondiert. Dabei können wir zwei Fälle unterscheiden, die phänomenologisch dem Aufbrechen der Spiralen im Zentrum oder weit davon entfernt entsprechen.