Münster 1999 – scientific programme

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 51: Allgemeine Statistische Physik III

DY 51.2: Talk

Friday, March 26, 1999, 10:00–10:15, R1

Magnetische Beiträge zur Reibung — •D. Kadau und D.E. Wolf — FB 10, Theoretische Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 47048 Duisburg

Reibungsphänomene gehören zu den wichtigsten physikalischen Problemen. Beispielsweise ergibt sich in den USA ein geschätzter wirtschaftlicher Verlust von etwa 6% des Bruttosozialproduktes durch unzureichende Kenntnisse in der Tribologie [1], die sich mit Reibung, Schmierung und Verschleiß auseinandersetzt.
Entscheidend bei Reibungsvorgängen ist das Vorhandensein eines Systems von makroskopisch vielen untereinander wechselwirkenden Freiheitsgraden, wie zum Beispiel das phononische System eines Festkörpers. Ein weiteres solches System sind die mittels Austauschkopplung J untereinander wechselwirkenden Spins bei magnetischen Materialen.
Mittels Glauberdynamik [2] wird ein Ising-Spin-System simuliert und gezeigt, daß eine Bewegung der Spins relativ zueinander zu Energiedissipation führt; die gerichtete Bewegungsenergie wird in thermische Energie umgewandelt und an das Wärmebad abgeführt. Es läßt sich die Reibungskraft und deren Eigenschaften im Sinne der Coulombschen Gleitreibung [3] bestimmen. Auch der Mechanismus, der zu Energiedissipation führt, wird untersucht.

[1] Bhushan, B. ed., Handbook of Micro/Nanotribology, CRC Press: New York, 1995.

[2] K. Binder und D.W. Heermann, Monte Carlo Simulation in Statistical Physics, Springer, 1992.

[3] B.N.J. Persson, Sliding friction, Springer, 1998.