Bachelor thesis – Moritz Villmow
Moritz Villmow
Jamming and glassy dynamics of ellipsoidal particles
[PDF]
finished 2018-01
supervised by Michael Schmiedeberg
Abstract
Das Wort Jamming stammt vom englischen Wort “to jam”, was “sich stauen” oder auch “blockieren” bedeutet. In der Umwelt tritt Jamming bzw. jam in vielen Bereichen auf, beispielsweise im Verkehrsstau (engl. traffic jam) oder bei Marmelade (engl. jam). Die Gemeinsamkeit liegt hier immer in der eigentlichen Bewegung, die durch das System selbst blockiert wird und sich das System somit in einem starren Zustand befindet. Wie, um beim obigen Beispiel zu bleiben, die Autos, die sich gegenseitig blockieren und somit einen Stau bilden. In der Materialphysik beschreibt Jamming ebenfalls den Verlust der Dynamik, also den Übergang von einer flüssigen oder fließenden Phase in einen starren, festen Zustand. Dies kann beispielsweise in einem Granulat, einer molekularen Flüssigkeit oder einem Schaum auftreten. In dieser Arbeit wird ein theoretisches System von Kugeln betrachtet um den kritischen Jammingpunkt zu untersuchen. Für viele reale Materialien, z. B. Granulate wie Sand, sind Kugeln jedoch eine sehr idealisierte Näherung. Als erste Verallgemeinerung von Kugeln wird das Jammingverhalten von rotationssymetrischen Ellipsoiden untersucht. Außerdem wird betrachtet, wie sich der Einfluss einer geringen Temperatur auf den Jammingpunkt sowohl bei Kugeln, als auch bei Ellipsoiden auswirkt.
Das Wort Jamming stammt vom englischen Wort “to jam”, was “sich stauen” oder auch “blockieren” bedeutet. In der Umwelt tritt Jamming bzw. jam in vielen Bereichen auf, beispielsweise im Verkehrsstau (engl. traffic jam) oder bei Marmelade (engl. jam). Die Gemeinsamkeit liegt hier immer in der eigentlichen Bewegung, die durch das System selbst blockiert wird und sich das System somit in einem starren Zustand befindet. Wie, um beim obigen Beispiel zu bleiben, die Autos, die sich gegenseitig blockieren und somit einen Stau bilden. In der Materialphysik beschreibt Jamming ebenfalls den Verlust der Dynamik, also den Übergang von einer flüssigen oder fließenden Phase in einen starren, festen Zustand. Dies kann beispielsweise in einem Granulat, einer molekularen Flüssigkeit oder einem Schaum auftreten. In dieser Arbeit wird ein theoretisches System von Kugeln betrachtet um den kritischen Jammingpunkt zu untersuchen. Für viele reale Materialien, z. B. Granulate wie Sand, sind Kugeln jedoch eine sehr idealisierte Näherung. Als erste Verallgemeinerung von Kugeln wird das Jammingverhalten von rotationssymetrischen Ellipsoiden untersucht. Außerdem wird betrachtet, wie sich der Einfluss einer geringen Temperatur auf den Jammingpunkt sowohl bei Kugeln, als auch bei Ellipsoiden auswirkt.