TU Berlin

AG Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme Dynamik in der statistischen und biologischen Physik

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Seminar: Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme

Mittwochs um 14.15 Uhr im Raum EW 731

Die passive Brownsche Bewegung, also die zuckende Bewegung von Mikrometer großen Teilchen in einer Flüssigkeit, ist ein Paradigma der Statistischen Physik, das vor mehr als hundert Jahren von Einstein erklärt wurde. In den letzten Jahren haben sich Physiker mit aktiven Brownschen Teilchen beschäftigt, die neben ihrer Wärmebewegung noch einen internen Antriebsmechanismus besitzen. Solche Teilchen kann man bei Kolloiden, in der Biologie, aber auch der Soziologie finden. Das Seminar soll beispielhaft erläutern, wie aktive Brownsche Teilchen mit Hilfe der Statistischen Physik zu beschreiben sind.

Vortragstermine:

Datum
Thema
Vortragender
14.10.09
Vorbesprechung
21.10.09
Magnetosome biomineralization and magnetotactic Bacteria
Damien Faivre
(MPI Potsdam)
28.10.09
Verlegung auf 29.10.09 um 17.15 Uhr
29.10.09
17:15Uhr

EW 202
Evolution of Biological Complexity
(Inauguration of the Research Training Group.)
Raymond Goldstein
(Cambridge)
04.11.09
Modelling actin-based cellular motility
Mihaela Enculescu
(Max Delbrück Center Berlin-Buch)
11.11.09
18.11.09
Brownian Motion in parallel one dimensional channels
Christian Richter
25-27.11.09
International workshop: Collective dynamics and pattern formation in active matter systems
Im Bernstein-Center -- Humboldt-Universität
02.12.09
The Squirmer: A Model for Microorganisms
Andreas Zöttl
09.12.09
13:00 Uhr
Active Brownian Particles
Johannes Taktikos
16.12.09
Brownian Agents
Reinhard Vogel
13.01.10
A growth model for bacterial flagella
Max Schmitt
20.01.10
Modeling on hydrodynamic interaction between microswimmers
Johannes Greber
27.01.10
Separation of Brownian Particles
Andrej Grimm
03.02.10


10.02.10
Dynamik eines einfachen Modellsystems für ein superparamagnetisches Filament
Jessica Schneidewind

Interessierte Studenten können durch aktive Teilnahme am Seminar einen Seminarschein erwerben und sich über mögliche Themen für Diplomarbeiten informieren. Vorraussetzungen für den Scheinerwerb sind das Halten eines Vortrags und die Abgabe der Präsentation in Form einer pdf-Datei.

Mögliche Vortragsthemen:

  • Die Langevin-Gleichung: Modellierung der passiven Brownschen Bewegung
  • Ein kolloidaler Schwimmer angetrieben durch eine katalytische Reaktion
  • Der Squirmer: Ein Modell für Mikroorganismen
  • Mikroorganismen: Von der Einzelbewegung zur kollektiven Dynamik
  • Aktive Brownsche Teilchen: Das Modell der negativen Reibung
  • Brownsche Agenten: Wie Ameisen Straßen bauen.
  • Brownsche Agenten: Bewegung von Menschen in verschiedenen Situationen

Eigene Vorschläge sind nach Absprache willkommen.


Literatur

  • Risken: The Fokker-Planck Equation; Kap. 1.1 + 3.1
  • Nelson, Philip: Biological Physics : Energy, Information, Life, Kapitel 5
  • Cisneros et al. "Fluid Dynamics of Self-Propelled Micro-organisms, From Individuals to Concentrated Populations", Exp. Fluids (2007) (Download hier möglich)
  • Ebeling et al. "Active Brownian particles with energy depots modeling animal mobility", BioSystems 49 (1999), 17-29
  • Erdmann et al. "Brownian particles far from equilibrium", Eur. Phys. J. B 15 (2000), 105-113
  • Schimansky-Geier et al. "Structure formation by active Brownian particles", Physics Letters A 207 (1995), 140-146
  • Frank Schweitzer: "Brownian Agents and Active Particles", Kapitel 5.4, 6
  • F.Schweitzer et al. "Active Random Walkers Simulate Trunk Trail Formation by Ants", BioSystems 41 (1997), 153-166
  • D. Helbig et al. "Active walker model for the formation of human and animal trail system", PhsRev E V56N3 (1997),2527-2539
  • D. Helbing et.al, Simulating dynamical features of escape panic. Nature 407, 487-490 (2000) (Simulationen)

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