Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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LTMS: Lehrertag Münster

LTMS 2: Ausgew
ählte Themen der Tagung

LTMS 2.1: Hauptvortrag

Freitag, 26. März 1999, 14:00–15:00, Gg

Rauschinduzierte Ordnung: Neue Konzepte und Anwendungen in Physik, Biologie und Medizin — •Peter Hänggi — Institut für Physik, Universitätsstraße 1, 86135 Augsburg

Üblicherweise betrachtet man zufälliges Rauschen bei der Formation von Ordnung eher als eine lästige Störung als von konstruktivem Einfluss. Neue Ideen bringen jedoch den Einfluss von Fluktuationen im Nichtgleichgewicht auf eine Ebene, auf der Rauschen als eine eigene Quelle für Ordnung und Komplexität betrachtet werden muss. Insbesonders zeigen kürzliche Arbeiten, dass bei gewissen Umständen das Vorhandensein von Rauschen die Übertragung von Information erleichtert und sogar unterstützt. Der dazugehörige Mechanismus ist mittlerweile unter dem Etikett STOCHASTISCHE RESONANZ bekannt. Das Phänomen findet verschiedenste Anwendungen in der Physik, Chemie und in den biologischen Wissenschaften, zum Beispiel bei räumlich-zeitlicher Strukturbildung in verrauschten Systemen, oder bei der Optimierung von neuronalen Informationsverarbeitungsprozessen. Ausserdem können Nichtgleichgewichtsfluktuationen die Rolle eines Maxwell’schen Dämonen übernehmen um fluktuationsinduzierten, gerichteten Transport auf periodischen Strukturen zu realisieren. Dabei wird die Energie vom thermischem Rauschen in nützliche Arbeit umgewandelt. Dieses neue Konzept solcher Brownscher Motoren kann nun für neue technologische Separationsvorgänge genutzt werden oder auch zur Konstruktion von ’Shuttles’ auf mikroskopischen Skalen dienen. Das zugrundeliegende Konzept spielt ebenfalls für die Funktionsweise von molekularen Biomotoren eine zentrale Rolle.