Fluktuációk és frontok egyensúlytól távoli állapotokban = Fluctuations and fronts in far-from-equilibrium states

Rácz, Zoltán and Antal, Tibor and Rákos, Attila Gábor and Sasvári, László (2008) Fluktuációk és frontok egyensúlytól távoli állapotokban = Fluctuations and fronts in far-from-equilibrium states. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 43734_ZJ1.pdf Download (96kB)

Abstract

Az egyensúlytól távoli stacionárius és kvázistacionárius állapotok elméletét fejlesztettük két irányban. (1) Felhasználva az erősen korrelált rendszerekben fellelhető univerzalitási tulajdonságokat, bővítettük a fluktuáció-eloszlásokkal kapcsolatos skálafüggvények képtárát, s meghatároztuk a fluktuációk extrém értékeinek eloszlását 1/f-alfa típusú zajt mutató rendszerekre. Eredményeink hasznosnak bizonyultak például a számítógépek szinkronizációjával kapcsolatos optimalizációs problémák jobb megértésében. (2) A nemegyensúlyi reakció-diffúziós dinamikában gyakran megjelenő frontok, illetve a frontok mögött megjelenő mintázatok kontrolljára kidolgoztunk új változatokat. Meghatároztuk, hogy külső elektromos tér hogyan befolyásolja a Liesegang típusú kicsapodási mintázatok jellegzetes paramétereit, s ugyancsak kiszámoltuk, hogy mennyiben vezet használható kontrollra a reagensek koncentrációjának finomhangolása . Bevezettünk egy új koncepciójú kontroll mechanizmust, amelyben egy 'kontroll-reagens' (diffúzív hőmérséklet-, vagy pH változást okozó anyag) csatolódik a releváns Liesegang reagensekhez, s a kontroll-reagens lokális koncentrációja határozza meg a mintázatképződési reakciók menetét. Megmutattuk, hogy egyszerűen megvalósítható kezdeti koncentrációeloszlások esetén is ez a mechanizmus produkálja például az eddig még nem értett inverz mintázatokat. | We have developed the theory of stationary and quasi-stationary nonequilibrium states in two directions. (1) Using the universality properties of strongly correlated systems, we extended the picture gallery of scaling functions associated with nonequilibrium fluctuations and determined the distribution of extrem values of the fluctuations for systems displaying 1/f-alpha noise. Our results proved to be useful for example in understanding the problems related to the synchronization properties of computers working in parallel. (2) We have worked out new ways for control of precipitation patterns (Liesegang patterns) which emerge in the wake of moving reaction-diffusion fronts. The effect of an external electric field was determined and we also calculated the possibility of control through the fine-tuning the concentrations of the reagents. A new control-mechanism was considered by introducing a ''guiding field'' (temperature- or diffusive pH-changing reagent) whose local concentration is coupled to the relevant (Liesegang) reagents through changing e.g. the reaction thresholds. We showed that, in physically easily realizable experimental setup, such a field can produce the so called inverse patterns which so far eluded explanation.

Actions (login required)

Edit Item