Experimentelle und theoretische Untersuchung dissipativer Solitonen in planaren Wechselspannungs-Gasentladungssystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Georg Purwins
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5423745

Das Verständnis selbstorganisierter Strukturen in nichtlinearen dissipativen Systemen ist eine der ganz großen offenen Fragen der modernen Naturwissenschaften. Selbstorganisierte wohl lokalisierte solitäre Strukturen mit teilchenhaftem Verhalten treten in physikalischen, chemischen, biologischen und anderen nichtlinearen dissipativen Systemen auf. Solche Strukturen wollen wir als dissipative Solitonen bezeichnen. In dem geplanten Vorhaben sollen diese in der Strom- und Oberflächenladungsdichte von planaren Wechselspannungs-Gasentladungssystemen unter dem Blickwinkel des Gebietes "Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung" experimentell und theoretisch untersucht werden. Zu den geplanten Arbeiten gehören die Entwicklung einer neuen Messtechnik zur Bestimmung der Oberflächenladung, der Einsatz neuer Verfahren der stochastischen Datenanalyse bei der Auswertung des dynamischen Verhaltens dissipative Solitonen, die Untersuchung von Stabilität, Bifurkations- und Wechselwirkungsverhalten, die Modellierung der Entladungsprozesse auf der Basis mikroskopischer Prozesse, die numerische und analytische Behandlung der resultierenden Modellgleichungen, der quantitative Vergleich zwischen Experiment und Theorie sowie die Aufdeckung von Strukturbildungsmechanismen auf einer Raumskala oberhalb der der mikroskopischen Mechanismen. Die Arbeiten stellen einen Beitrag zum Verständnis selbstorganisierter Strukturen in schwach ionisierten Niedertemperaturplasmen dar. Gleichzeitig leisten sie einen Beitrag zur Frage eines allgemeinen Verständnisses und damit zur Beantwortung einer der großen offenen Fragestellungen der modernen Naturwissenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen