Kollektive Nichtgleichgewichtsdynamik von ferromagnetischen Nanopartikeln mit einer finiten Anisotropie in einer viskosen Flüssigkeit

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Hänggi
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405647072

Das Projektziel besteht darin, neue Nichtgleichgewichtszustände von Ferrofluiden aufzudecken und zu verstehen, die durch starke zeitperiodische externe Magnetfelder induziert werden. Das Projekt besteht aus einer theoretischen (Sumy) und einer rechnerischen Komponente (Augsburg). Die Schlüsselidee auf der theoretischen Seite besteht darin, sowohl die mechanische Rotation als auch die innere magnetische Dynamik eines Nanopartikels zu berücksichtigen. Der Einfluss thermischer Fluktuationen auf diese kombinierte Dynamik wird im Rahmen der Langevin- und Fokker-Plank-Formalismen untersucht. Der Berechnungsteil zielt auf die Entwicklung neuer Algorithmen zur Simulation großer Ensembles von Nanopartikeln auf Graphics Processing Units (GPUs) und die Validierung der theoretischen Ergebnisse ab. Wir erwarten, dass Nichtgleichgewichtsmechanismen und -effekte zusätzliche Mittel zur Kontrolle von Ferrofluiden bieten, und den Weg zu neuen Anwendungen und technologischen Lösungen ebnen können. Darüber hinaus werden die erwarteten Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der Ferrofluidphysik beitragen und das Wissen über die Eigenschaften von Ferrofluiden verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Ukraine
• Partnerorganisation: The State Fund for Fundamental Researches
• Kooperationspartner: Professor Dr. Taras V. Lyutyy