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| Sommersemester 2013 | |||
| Angewandte statistische Physik und Simulation (ASPUS) Applied Statistical Physics and Simulation Veranstalter: Ch. Dellago, M. Neumann, H. A. Posch, F. J. Vesely und E. Wilhelm (Inst. f. Phys. Chemie) LV-Nr. 260058 SE, LV-Stunden: 2, ECTS Punkte: 2.5 Allgemeines Seminar der Computational-Physics Gruppe am Institut für Experimentalphysik. Es sprechen Mitglieder der Gruppe und Gäste aus dem In- und Ausland. In this seminar of the Computational Physics Group, organized in collaboration with the Institute for Physical Chemistry of the University of Vienna and of the Institute for Theoretical Physics of the Technical University of Vienna, new results of current research are presented by group members or by guests from abroad. Zeit: Mittwoch 16:00 - 17:30 Deterministisches Chaos II: Chaos und Irreversibilität in den Naturwissenschaften Dies ist der zweite Teil eines zweisemestrigen Zyklus über deterministisches Chaos und seine Bedeutung für die statistische Physik, insbesondere für Vorgänge, die fern vom thermodynamischen Gleichgewicht ablaufen. Die Theorie nichtlinearer Systeme erlaubt ein tieferes Verständnis des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik und der Nichtumkehrbarkeit makroskopischer Prozesse, obwohl die mikroskopischen Evolutionsgleichungen der Physik invariant bezüglich Zeitumkehr sind. Mit ihr können neue Beziehungen zwischen der Stabilität der sich entwickelnden Zustände und den beteiligten Transportvorgängen hergeleitet werden. Neben den dissipativen Prozessen werden auch chaotische Vorgänge in konservativen Systemen behandelt, wobei die Beispiele vom physikalschen Pendel bis zur Stabilität des Sonnensystems reichen. Aus dem Inhalt: Renyi-Dimensionen chaotischer Attraktoren; das Singularitätsspektrum von Multifraktalen und thermodynamischer Formalismus; Lyapunov-Instabilität; Mechanik - neu betrachtet: geschwindigkeitsabhängige Zwangsbedingungen und Computerthermostaten; Gauss-Mechanik und Nose-Hoover Mechanik; statistische Physik von Systemen fern vom thermodynamischen Gleichgewicht und Transporttheorie; die verallgemeinerte Liouville-Gleichung; lineare Antworttheorie; Nichtgleichgewichts-Molekulardynamik (NEMD) und stationäre Zustände (NESS); Drucktensor und Virialtheorem; Leitfähigkeit, Viskosität und Diffusion; Mikrophysik - Makrophysik und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik; das Loschmidtsche Paradoxon und seine Auflösung; Attraktoren und Repelloren in stationären ergodischen Nichtgleichgewichtssystemen; Dynamik in Hamiltonschen Systemen; Poincaresche Integralinvarianten; das KAM-Theorem; Dreikörperproblem; Saturnringe; dynamische Stabilität des Sonnensystems. Zum besseren Verständnis des Stoffes werden Computerübungen zu dieser Vorlesung abgehalten. This is the second part of a two-semester course on determinstic chaos and its application to statistical physics and, in particular, to processes far from thermodynamic equilibrium. Nonlinear-system theory provides an explanation for the Second Law of thermodynamics and for the irreversibility of macroscopic processes in spite of the time reversibility of the underlying equations of motion. It allows to derive new relations connecting the stability of the phase-space trajectory with the properties of the transport processes involved. Chaos in Hamiltonian systems is also treated, where the examples range from the simple pendulum to the stability of the solar system. The topics include: Renyi dimensions of fractal attractors; singularity spectrum of multifractals and the thermodynamic formalism; Lyapunov instability; mechanics revisited: nonholonomic constraints and computer thermostats; Gauss and Nose-Hoover mechanics; systems far from thermodynamic equilibrium; transport theory; generalized Liouville equation; linear response theory; nonequilibrium molecular dynamics (NEMD) and nonequilibrium stationary states (NESS), pressure tensor and virial theorem; conductivity, viscosity, and diffusion; microphysics - macrophysics and the Second Law; resolution of Loschmidt's paradox; attractors and repellors for ergodic and stationary nonequilibrium flows; Hamiltonian flows; Poincare integral invariants; KAM theorem; the rings of Saturn; stability of the solar system. The course is complemented by computer exercises designed to illustrate various topics. Zeit: Dienstag 15:00 - 17:00 Computerübungen zu "Deterministisches Chaos II" LV-Nr: 260310 UE, LV-Stunden: 1, ECTS Punkte: 2.5 Es werden von den Teilnehmern Projektarbeiten durchgeführt, die die allgemeinen Überlegungen zur nichtlinearen Dynamik illustrieren sollen. Voraussetzung ist die Beherrschung einer höheren Programmiersprache und Kenntnisse über den Stoff der Vorlesung "Deterministisches Chaos I". The students carry out small projects which illustrate the essential points of the courses on "Determinsitic Chaos I and II".
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| Wintersemester 2012/2013 | |||
Angewandte statistische Physik und Simulation (ASPUS) Allgemeines Seminar der Computational-Physics Gruppe am Institut für Experimentalphysik. Es sprechen Mitglieder der Gruppe und Gäste aus dem In- und Ausland. Zeit: Mittwoch, 16:00 - 18:00 Uhr (siehe Aushang) Deterministisches Chaos I: Nichtlineare Prozesse in den Diese Vorlesung gibt eine Einführung in nichtlineare dynamische Prozesse mit Beispielen aus dem Bereich der Physik, Astronomie, Chemie, Meteorologie, Geologie, Biologie und der Mathematik. Sie bildet die Grundlage für eine zweite Vorlesung im Sommersemester "Deterministisches Chaos II: Vom dynamischen Chaos zum molekularen Chaos in der statistischen Physik". Nichtlineare Prozesse sind in der Natur allgegenwärtig und gehören zu den am meisten untersuchten Vorgängen in den Naturwissenschaften. Die Vorlesung behandelt folgende Themen: BEGINN: Dienstag, 2. 10. 2011. |
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