Nr. 85 / 2014

22. April 2014 : Verkehrsstaus in molekularen Motoren: Physiker publizieren Ergebnisse in renommierter Fachzeitschrift

Theoretische Untersuchungen eines Forschungsteams der Universitäten Osnabrück und Konstanz legen nahe, dass Phasenübergänge in molekularen Motoren zu beobachten sind, welche biologische Prozesse und Nanomaschinen antreiben. Die Phasenübergänge können den Wirkungsgrad und die Optimierung dieser Motoren beeinflussen. Die Ergebnisse werden im 112. Band der renommierten Fachzeitschrift »Physical Review Letters« veröffentlicht.

Was hat ein Verkehrsstau mit kochendem Wasser in einem Topf gemein? Die Verkehrsdichte im Stau entspricht dem Wasser und vor dem Stau dem Wasserdampf. Physiker sprechen von der Koexistenz zweier Phasen. Ob ein Stau entsteht, hängt von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzungen oder der Stärke von Zu- und Abflüssen auf der Straße. In der Regel trifft man eine der Phasen mit starkem oder leichtem Verkehr an, analog zur flüssigen oder gasförmigen Phase. »Ähnlich können dünne und dichte Phasen sowie Übergänge zwischen diesen in der mikroskopischen Welt auftreten, wenn Atome oder Moleküle transportiert werden«, erklärt der Osnabrücker Physiker Philipp Maaß.

In der weiteren Forschung soll es nun darum gehen, die Auswirkungen der Phasenübergänge im Detail zu verstehen und die theoretisch vorhergesagten Phänome in Experimenten zu verifizieren. Marcel Dierl, Wolfgang Dieterich, Mario Einax, and Philipp Maass: Phase Transitions in Brownian Pumps, Phys. Rev. Lett. 112, 150601, published 17 April 2014, doi: 10.1103/PhysRevLett.112.068103 https://journals.aps.org/prl/

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Prof. Dr. Philipp Maaß, Universität Osnabrück
Fachbereich Physik
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