In diesem Vortrag soll eine alternative Interpretationsweise der vier Maxwellgleichungen vorgestellt werden. Durch das Umstellen von zwei der vier Gleichungen nach den darin auftauchenden zeitlichen Ableitungen können für die beiden Größen E und B lokale dynamische Gleichungen aufgestellt werden. Daraus ergibt sich eine zu der klassischen Betrachtungsweise verschiedene Interpretation der Quellen des elektrischen Feldes bzw. des magnetischen Flusses. Nach der kurzen theoretischen Einführung soll wenigstens ein konkretes Beispiel eingeführt und skizzenhaft durchgerechnet werden.
Literatur: H. Soodak & M. S. Tiersten, "Dynamic interpretation of Maxwell's equations", Am. J. Phys. 62 (1994) 907.

Als Graphen bezeichnet man eine Atomlage des Graphits. Durch seine besonderen Eigenschaften (hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe Zugfestigkeit, ...) erfreut es sich wachsenden Interesses. Um das Verhalten der Elektronen im Graphen zu verstehen, ist es wichtig die Bandstruktur zu kennen. In meinem Vortrag werde ich auf Besonderheiten dieser Bandstruktur eingehen und diese Eigenschaften durch verschiedene Modelle eines eindimensionalen (1D) Gitters wiedergeben. Dabei werde ich unter anderem auf Symmetrieeigenschaften eingehen, sowie auf Unterschiede in der Dispersionsrelation von ein- und zweilagigem Graphen.
Literatur: A. Matulis & F. M. Peeters, "Analogy between one-dimensional chain models and graphene", Am. J. Phys. 77 (2009) 595.

Nach der Gravitation sind Magnetfelder die größten Kraftquellen im Universum. Um diese divergenzfreien Felder zu beschreiben, reichen Größen wie Energie und Fluss jedoch nicht aus, da sie keinerlei Aussagen über die räumliche Struktur des Feldes machen. Genau dies macht die magnetische Helizität. Die Divergenzfreiheit wird ausgenutzt, um die Feldstruktur bezüglich ihrer Topologie geschlossener Kurven zu untersuchen. Die magnetische Helizität ist ein Maß für die Verknotung und Verdrillung von magnetischen Feldlinien.
Nach Einführung der Größe wird die Eichinvarianz bewiesen. Daraufhin wird die Änderung der magnetischen Helizitätsdichte diskutiert und die Erhaltung der magnetischen Helizität für die ideale Magnetohydrodynamik hergeleitet. Abschließend wird gezeigt, dass bei konstanter Helizität ein lineares kraftfreies Feld den Zustand minimaler Energie darstellt.
Literatur: Mitchell A. Berger and George B. Field, "The topological properties of magnetic helicity", J. Fluid Mech. 147 (1984) 133-48; Paul M. Bellan, "Fundamentals of Plasma Physics" (Cambridge University Press)

Kinetische Gastheorie und Transporttheorie von Gasen gehören zur Grundlage der klassischen statistischen Mechanik. Eines der wichtigsten Konzepte für diese Theorien bilden die Stöße zwischen den Teilchen. In meinem Vortrag möchte ich über elastische Kollisionen hinausgehen und einen kurzen Überblick über die Physik von dissipativen granularen Gasen geben. Granulare Gase zeichnen sich durch Klumpenbildung (clustering) bei Dichtefluktuationen aus. Über die Kinetik und die Boltzmanngleichung werden die Bewegungsgleichungen der granularen Teilchen hergeleitet und mit Hilfe von Stablitätsanalysen die Beständigkeit der gebildeten Klumpen untersucht.
Literatur: F. Spahn, U. Schwarz, J. Kurths, "Clustering of Granular Assemblies with Temperature Dependent Restitution under Keplerian Differential Rotation", Phys. Rev. Lett. 78 (1997) 1596.