Phase transistions are ubiquitous in nature as well as in technical systems or social groups. Examples are the evaporation of water, the loss of magnetization upon heating a magnet, the destabilization of an electrical network comprising regenerative energy sources or the sudded spread of diseases.
Within this seminar, fundamentals of phrase transitions are presented, methods to analyse them are explained and examples for phase transitions in nature and model systems are investigated.
Key words: introdugiton to phase transitions, order parameters, critical exponents, universality, renormalization, finite-size scaling, computer simulations, precolation, negative-weight percolation, Ising model, spin glasses, random field system, optimization problems, networks, spread of diseases, dynamical phase transitions, glasses

angestrebte Lernergebnisse:
Bei der Lehrform „Seminar“ stehen die (unterstützte) selbständige Erarbeitung eines kleinen abgeschlossenen For- schungsgebiets sowie die Präsentation mittels Beamer-unter- stütztem Vortrag im Vordergrund. So werden Techniken erlernt (und geprüft), die der späteren Arbeits-/Forschungswelt wesentlich besser entsprechen als bei der Teilnahme an mündlichen oder schriftlichen Prüfungen, die im Arbeitsleben nicht existieren. Neben den inhaltlichen Fragen wird bei dem Seminar auch Wert gelegt auf gut entworfene Folien und verständliche und rhetorisch angemessene Präsentationen. Daher werden (nicht bewertete) Probevorträge angeboten, auf Wunsch (empfohlen!) auch mit Videoaufzeichnungen.

Weiter: Kenntnisse im Bereich Phasenübergänge, Modelle der statistischen Physik, Computersimulationen


Inhalte:
Phasenübergänge sind allgegenwärtig in der Natur und sogar auch in technischen Systemen oder gesellschaftlichen Gruppen. Beispiele sind das Verdampfen von Wasser, der Verlust der Magnetisierung eines Magneten bei Erhitzung, Verlust der Stabilität eines elektrischen Netzwerks von regenerativen Energieerzeugern oder plötzliche Ausbreitung von Krankhei- ten.

In diesem Seminar werden Grundlagen der Phasenübergänge dargestellt, Methoden zu Ihrer Analyse erklärt und Beispiele für Phasenübergänge in Natur und Modellsystemen untersucht.

Themenstichpunkte: Einführung in Phasenübergänge, Ordnungsparameter, kritische Exponenten, Universalität, Renor- malisierung, finite-size scaling, Computersimulationen, Perkolation, negative-weight percolation, Ising Modell, Spingläser, Zufallsfeldsysteme, Optimierungsprobleme, Netzwerke, Krankheitsausbreitung, dynamische Phasenübergänge, Gläser.