FOR 5099:  Reduktion der Komplexität von Nichtgleichgewichtssystemen

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Chemie ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431945604

Nichtgleichgewichtsprozesse sind sowohl in der Grundlagenforschung als auch in technologischen Anwendungen allgegenwärtig. Nichtsdestotrotz basiert die überwiegende Mehrheit der theoretischen Modellierung und Simulation komplexer Systeme auf der Annahme des thermodynamischen Gleichgewichts. Das Ziel der Forschungsgruppe (RU) besteht darin, einen systematischen Ansatz zur Modellierung von Dynamik und Dissipation in komplexen Systemen fernab des Gleichgewichts zu entwickeln. Zu diesem Zweck vereint die RU ein interdisziplinäres Konsortium von Forschern aus Physik, Materialwissenschaften und Ingenieurwesen mit langjähriger Expertise im Bereich der klassischen und quantenmechanischen Nichtgleichgewichtsphysik. Diese Expertise reicht von Nanostrukturen und Polymeren bis hin zu Biomolekülen und Materialien. Unter Einsatz eines breiten Spektrums dynamischer Methoden – von vollständig quantenmechanischen Ansätzen bis hin zu klassischen Simulationen – wird die RU Nichtgleichgewichtsphänomene in einer Vielzahl von Systemen untersuchen, darunter Transportprozesse in Nanostrukturen und Biomolekülen sowie verschiedene Arten von Reibung und anderen dissipativen Prozessen. Das übergeordnete Ziel der RU besteht darin, effiziente und präzise Theorien, Modelle und computergestützte Methoden zu entwickeln, die eine reduzierte Beschreibung verwenden, um Nichtgleichgewichtsprozesse in komplexen Systemen zu behandeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Spanien

Projekte

• Daten-getriebene Markov-Modellierung von Nichtgleichgewichtsprozessen (Antragsteller Stock, Gerhard )
• Energiedissipation bei trockener Reibung (Antragsteller Moseler, Michael ;  Pastewka, Lars )
• Feedback-kontrollierte Relaxationspfade von responsiven Kolloiden (Antragsteller Dzubiella, Joachim )
• Funktionelle Nichtgleichgewichtsdynamik von Proteinen (Antragsteller Stock, Gerhard ;  Wolf, Steffen )
• Gemischt quanten-klassische Modellierung von Schwingungsenergietransport im Nichtgleichgewicht (Antragsteller Runeson, Johan )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Stock, Gerhard )
• Ladungstransport in Proteinen fern vom Gleichgewicht (Antragsteller Koslowski, Thorsten )
• Ladungstransport und strominduzierte Kräfte in Nanostrukturen: Reduzierte Methoden auf der Basis von Langevin-Dynamik und hierarchischen Quantenmastergleichungen (Antragsteller Thoss, Michael )
• Modellvergröberung von der Liouville-Gleichung zur Strömungsmechanik (Antragstellerinnen / Antragsteller Pastewka, Lars ;  Schilling, Tanja )
• Molekulardynamik und Kontinuumsbeschreibung stark gescherter Schmierfilme in der Grenzreibung (Antragstellerinnen / Antragsteller Falk, Kerstin ;  Moseler, Michael )
• Thermophorese aus Grundprinzipien (Antragsteller Godec, Aljaz )
• Zeitlich lokale Mastergleichungen für nicht-Markovsche Prozesse in quantenmechanischen und klassischen offenen Systemen (Antragsteller Breuer, Heinz-Peter )

• Sprecher: Professor Dr. Gerhard Stock