Binary Mixtures and Fluids in the presence of Quenched Disorder

Abstract

Der Übergang zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase eines Fluids und die Entmischung von Zweikomponentensystemen mit kurzreichweitiger Wechselwirkung zwischen den Molekülen sind Phasenübergänge, deren kritscher Punkt zur Universalitätsklasse des Ising-Modells gehört. Das Phasenverhalten dieser System im Beisein von zufälligen statischen Hintergrundinhomogenitäten ist dagegen weniger gut verstanden. In dieser Arbeit werden umfangreiche Monte-Carlo Computersimulationen eines einfaches Flüssigkeitsmodells mit zufällig verteilten Störstellen vorgestellt. Es wird gezeigt, dass das Verhalten des Modellsystems kompatibel mit dem Verhalten des "random-field Ising model" ist, falls (1) die Störstellen zufällig verteilt sind und (2) die Störstellen eine der beiden Phasen bevorzugen. Im Fall von zweidimensionalen Systemen impliziert dies, dass der ursprüngliche Phasenübergang vollständig zerstört und durch ein Anordnen der Teilchen anhand einer bevorzugten Domänenstruktur ersetzt wird. Als Beispiel für ein System in dem die gefundenen Resultate neue Einsichten in das Verhalten des Systems liefern könnten werden Zellmembranen betrachtet. Rechenzeitintensive Molekulardynamiksimulationen einer Modellmembran werden vorgestellt, deren Ergebnisse qualitativ mit denen der Monte-Carlo Simulationen übereinstimmen.