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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 13: Statistische Physik (Allgemein) II

DY 13.6: Vortrag

Montag, 26. März 2001, 11:45–12:00, S 7

Zufallsbewegung und deterministische Diffusion im periodischen Lorentzgas — •Rainer Klages¹ und Christoph Dellago² — ¹Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Nöthnitzer Str. 38, D-01187 Dresden — ²Department of Chemistry, University of Rochester, Rochester, NY14627

Wir untersuchen deterministische Diffusion im periodischen Lorentzgas, einem Spielzeugmodell für die klassische Dynamik eines Elektrons in einem Kristallgitter. Resultate aus Computersimulationen für den Diffusionskoeffizienten werden verglichen mit einer einfachen Näherung basierend auf einer Zufallsbewegung [1] sowie mit darauf basierenden systematischen Verbesserungen [2]. Wir zeigen, daß der Diffusionskoeffizient als eine Funktion der Dichte der Streuer theoretisch erklärt werden kann, wenn Korrelationen in der mikroskopischen Teilchendynamik berücksichtigt werden. Diese Korrelationen resultieren aus bestimmten chaotischen Streuprozessen wie z.B. wiederholter Vorwärts- und Rückwärtsstreuung des sich bewegenden Teilchens. Numerische Resultate belegen, daß der Diffusionskoeffizient auf einer feinen Skala eine irreguläre Funktion der Dichte ist. Für die funktionale Abhängigkeit auf einer groben Skala und bei kleinen Dichten untersuchen wir die Gültigkeit einer Boltzmann-Näherung.

[1] J.Machta, R.Zwanzig, Phys. Rev. Lett. 50, 1959-1962 (1983)

[2] R. Klages, Chr. Dellago, J. Stat. Phys. 101, 145-159 (2000)