Forschung

SS 2015

WS 2014/2015

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Schockwellen

Schockwellen sind aus zwei Gründen interessant. Zum einen eignen sie sich hervorragend, um einen ganzen Zoo von verschiedenen Defekten in einem Quasikristall zu erzeugen, die dann anschließend mit anderen Methoden selektiv untersucht werden können. Zum anderen sind Schockwellen Nichtgleichgewichtsphänomene, sodass sich ein langwieriges Equilibrieren erübrigt. Dies macht sie geeignet als Demonstationsprojekt fürs Metacomputing. Darunter versteht man die Clusterung von mehreren, auch entfernt voneinander stehenden Supercomputern. Wegen der gigantischen Datenmengen und der Beschränkung der Simulationslaufzeit war es notwendig, ein Modell zu rechnen, bei dem man ohne Equilibrierung auskommt.

Schockwellen lassen sich auf verschiedene Arten erzeugen. Hier sollen nur zwei genannt werden. Im einen Fall setzt man die Geschwindigkeiten der Atome in einer dünnen Schicht am einen Ende der Probe auf einen sehr großen Wert, und lässt den Geschwindigkeitsvektor zum andern Ende zeigen. Im andern Fall komprimiert man eine dünne Schicht der Probe gleichmäßig. Es hat sich gezeigt, dass die erste Methode günstiger ist, da sich die Schockwellenenergie so leichter bestimmen lässt. Das erste Bild zeigt eine Schockwelle, die durch einen Quasikristall läuft. Im heißen roten Bereich wurde die Schockwelle gestartet. Im blauen Bereich ist sie schon durch und hinterlässt einen relativ heißen, ungeodneten Quasikristall.

Schockwelle

Es zeigt sich, dass Schockwellen in Quasikristallen im Vergleich mit ähnlichen Kristallstrukturen langsamer sind. Das rührt wohl daher, dass die Wellen an der quasiperiodischen Struktur gestreut werden. Überraschenderweise sind die Quasikristalle auch um einiges weniger stabil als Kristalle. Wi in Kristallen treten auch in Quasikristallen treten Scherbänder auf (nächstes Bild). Allerdings sind es keine einfachen Atomlagen wie im monoatomaren Fall.

Scherbänder