Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 15: Granulare Systeme I
DY 15.7: Vortrag
Montag, 22. März 1999, 16:00–16:15, R1
Die innere Dynamik von geschwenkter granularer Materie — •C.A. Krülle1, G. Straßburger1, M.A. Scherer2 und I. Rehberg1 — 1Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Experimentelle Physik, Abteilung Nichtlineare Phänomene — 2Quantum Institute, University of California, Santa Barbara, CA 93106, U.S.A.
37 Glaskugeln werden in einer Petrischale horizontal geschwenkt. Es bildet sich ein Cluster aus drei Ringen mit 6, 12 und 18 Kugeln, die sich um eine zentrale Kugel entgegen der Anregungsrichtung drehen. Die inneren Ringe bewegen sich dabei schneller als der äußerste. Bei einer kritischen Anregungsfrequenz fc ≈ 2 Hz synchronisieren die Rotationsfrequenzen der drei Ringe, die innere Dynamik des Clusters erstarrt. Bei anschließender Erniedrigung der Schwenkfrequenz unter den kritischen Wert fc entkoppeln die rotierenden Ringe wieder. Es entsteht eine Hysterese-Schleife. Eine genauere statistische Analyse der Umlaufzeiten der drei Ringe ergibt, daß die innere raum-zeitliche Dynamik der Kugeln von außen mit der Schwenkfrequenz fs getaktet ist. Die Trajektorien der einzelnen Kugeln sind Hypozykloiden. Die Häufigkeitsverteilung der Umlaufzeiten zeigt diskrete Peaks im Abstand fs−1. Die zeitliche Abfolge nacheinander gemessener Umlaufzeiten ergibt ein “random telegraph”-Rauschen.