In der Serie "BestMasters" stellt der Springer-Verlag die besten Masterarbeiten auf den Gebieten Naturwissenschaften, Psychologie, Technik und Wirtschaftswissenschaften vor, die an renommierten Hochschulen in Deutschland, Österreich und der Schweiz entstanden sind.

In einem eben erschienen Band wird die Arbeit „Diffusion under the Effect of Lorentz Force“ von Erik Kalz veröffentlicht, die in der Arbeitsgruppe von Dr. Abhinav Sharma am IPF-Institut für Theoretische Physik angefertigt und 2021 an der TU Dresden verteidigt wurde.
Erik Kalz präsentiert überraschende Ergebnisse zur Selbstdiffusion von Teilchen, also dem Transport von Teilchen innerhalb derselben Substanz. Allgemein wird angenommen, dass Kollisionen von Teilchen den Selbstdiffusionskoeffizienten verringern. Erik Kalz zeigte nun, dass in klassischen Systemen unter der Wirkung der Lorentzkraft, die durch Diffusionstensoren mit antisymmetrischen Elementen gekennzeichnet sind, Kollisionen überraschenderweise die Selbstdiffusion verbessern können. In diesen Systemen wird die Bewegung von Teilchen aufgrund eines inhärenten Krümmungseffekts durch Kollisionen erleichtert, anstatt behindert zu werden. Im Einklang damit stellte er fest, dass die kollektive Diffusion unbeeinflusst bleibt. Unter Verwendung eines geometrischen Modells sagt er theoretisch einen magnetfeldgesteuerten Übergang von einer reduzierten zu einer verstärkten Selbstdiffusion voraus. Die physikalische Interpretation wird quantitativ durch die Autokorrelationsfunktion der Kraft unterstützt, die mit zunehmendem Magnetfeld negativ wird. Mit Hilfe von Brownian-Dynamics-Simulationen validiert er die Vorhersagen.
Diese Entdeckung hat weitreichende theoretische, experimentelle und materialwissenschaftliche Konsequenzen.

ISBN: 978-3-658-39517-9
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28.10.2022

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