Molekulardynamik-Simulationen staubiger (komplexer) Plasmen

• Applicant: Professor Dr. Michael Bonitz
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2004 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5431806

Gegenstand dieses gemeinsamen Forschungsvorhaben von Theoretikern und Experimentalphysikern ist die Untersuchung komplexer (staubiger) makroskopischer Plasmen, wie sie in astrophysikalischen Situationen, Prozessplasmen und Laborplasmen auftreten. Aufgrund der äußerst heterogenen Zusammensetzung staubiger Plasmen (Staubpartikel, Ionen, Elektronen, Neutralteilchen) und den daraus resultierenden komplexen Wechselwirkungen sowie stark separierten Energie-, Orts-, Zeit- und Massenskalen versagen traditionelle analytische und numerische Zugänge bei der theoretischen Beschreibung. Deshalb soll im Projekt zunächst eine systematische mikroskopische Theorie stark korrelierter komplexer Plasmen entwickelt werden, auf deren Grundlage dann eine präzise und flexible first-principle MolekulardynamikSimulation aufgebaut wird. Ziel ist die Berechnung von Ladungs- und Paarverteilungen, das Studium der Thermodynamik, des Transports und des Verhaltens des Plasmasystems bei externer Anregung durch äußere elektromagnetische Felder (Laser), sowie die Untersuchung des kollektiven Anregungsspektrums von Plasmawellen, von Selbstorganisationsphänomenen und Phasenübergängen von mesoskopischen Plasmen in Fallen. Hierbei liefern die vor Ort durchgeführten Experimente notwendige Eingabeparameter für numerischen Rechnungen und bilden gleichzeitig den entscheidenden Test für die Güte der bei der Simulationen verwendeten Approximationen.

• DFG Programme: Research Grants