Bewegung vibrationsgetriebener aktiver granularer Partikel

• Antragsteller: Dr. Christian Scholz
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283361177

Das Phasenverhalten aktiver Materie, wie schwimmenden Bakterien, Tierschwärmen oder sogar Menschen zieht momentan großes Interesse im Bereich der Physik der weichen Materie auf sich. Viele experimentelle und numerische Studien konzentrieren sich außerdem auf das Verhalten aktiver kolloidaler Teilchen, die typischerweise durch chemische Gradienten angetrieben werden. In solchen Systemen, besonders, wenn die aktiven Teilchen eine komplexe Form haben, können eine große Vielzahl neuartiger Bewegungseigenschaften beobachtet werden. In diesem Forschungsvorhaben sollen große Systeme beliebig geformter aktiver granularer Teilchen untersucht werden. Unser System basiert auf einem neuartigen Prinzip, wobei granulare Teilchen mit schrägen Beinen hergestellt werden. Dadurch führen die Teilchen bei vertikaler Anregung eine gerichtete Bewegung aus, bzw. durch Anordnung der Beine in einem Kreis, eine aktive Rotation um den Kreismittelpunkt durch. Wir erwarten eine Vielfalt an Nicht-gleichgewichts Struktur- und Musterbildungen, wie sie bereits in experimentellen Systemen aktiver Kolloide und in Simulationen beobachtet wurden. Eine besonders faszinierenden Frage lautet, ob die kollektive Bewegung durch rein physikalische Mechanismen beschreibbar ist, oder inwiefern Intelligenz der Individuen notwendig ist. Die Rolle der Teilchenform, der Bewegungs- und Rotationsrichtung sowieso der Polydispersität auf das kollektive Verhalten der Teilchen soll untersucht werden. Dieses Vorhaben beschreibt die ersten zwei Jahre des Projekts, welches auf eine gesamte Laufzeit von 6 Jahren ausgelegt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Thorsten Pöschel