Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 30: Spiral Formation and Feedback

DY 30.9: Vortrag

Montag, 7. März 2005, 12:15–12:30, TU H3010

Verdrehte Spiralen und gefangene Phasenfronten in getriebenen ozillatorischen Systemen — •Oliver Rudzick und Alexander S. Mikhailov — Abt. Physikalische Chemie, Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, http://www.rz-berlin.mpg.de/~complsys/

Die periodisch getriebene komplexe Ginzburg-Landau-Gleichung (CGLE) ist ein allgemeines Modell für räumlich ausgedehnte Systeme mit oszillatorischer Dynamik und periodischer äußerer Kraft. Sie beschreibt eine Vielzahl von Strukturbildungsphänomenen, wobei Phasenfronten eine Schlüsselrolle spielen. Wir haben die Dynamik periodischer Züge aus solchen Phasenfronten untersucht. Als wichtiges neues Ergebnis haben wir gefunden, daß sich die Ausbreitungsrichtung dieser Frontenzüge umkehren kann, wenn man die räumliche Periode verringert. Das bedeutet, daß die Phasenfronten „rückwärts“ laufen können, falls sie sich zu nahe kommen. Mit Hilfe der Phasenapproximation konnten wir zeigen, daß diese Umkehr der Wellenausbreitungsrichtung immer möglich ist, wenn man Benjamin-Feir-stabile Systeme periodisch treibt. Dies gilt für beliebige Resonanzen.

Als Konsequenz ist eine neue Form von Spiralwellendynamik möglich. Wir beobachten verdrehte Spiralen, in denen der innere und äußere Teil in entgegengesetzte Richtungen rotieren. In inhomogenen Systemen, wo die Rückwärtsbewegung von Phasenfronten nur in einem isolierten Teilbereich unterstützt wird, können Phasenfronten eingefangen werden. Diese Effekte lassen sich auch in einem realistischen Modell für die CO-Oxidation auf Pt(110)-Oberflächen beobachten.