Teilchendynamik fern vom Gleichgewicht

Fern des thermodynamischen Gleichgewichts kann ungerichtete Bewegung sogar auf atomaren Skalen in gerichtete Bewegung umgewandelt werden. Dieses Phänomen nutzen biologische Organismen seit Urzeiten. Angesichts der beachtlichen Fortschritte der Nanotechnologie und der Miniaturisierung elektronischer Bauteile rücken gerichtete Teilchenströme aber auch zunehmend in den Fokus von Wissenschaft und Technik. Neue Wege zur Kontrolle von Teilchen und gerichteten Teilchenströmen bieten raumzeitlich getriebene Gitter. Insbesondere ermöglichen sie das Sortieren von Teilchen in Mustern und den Transport ganzer Dichtewellen. Teilchen, die untereinander wechselwirken, wie etwa Ionen, zeigen eine nahezu kollektive Konversion von Chaos zu Ordnung. Diese äußert sich in einer überraschenden, selbstständigen Umkehr der Richtung von Teilchenströmen.