Brownian Particles in Nonequilibrium Solvents

Kolloidale Teilchen suspendiert in rein viskosen (Newtonschen) Flussigkeiten haben fur unser Verstandnis von Nichtgleichgewichtsprozessen und bei der Entwicklung der Statistischen Physik auserhalb des Gleichgewichts eine gewichtige Rolle gespielt. Die theoretische Beschreibung dieser physikalischen Systeme beruht typischerweise auf der Annahme, dass eine klare Trennung der Zeitskalen zwischen den langsamen (dynamischen) Freiheitsgraden der kolloidalen Teilchen und der schnellen (dynamischen) Freiheitsgraden der molekularen Teilchen der Losung vorliegt. In den letzten Jahren haben vermehrt sogenannte viskoelastische Flussigkeiten die Aufmerksamkeit der Forschergemeinschaft sowohl in der theoretischen Beschreibung als auch in der experimentellen Analyse auf sich gezogen. Diese Flussigkeiten sind vor allem durch grose strukturelle Relaxationszeiten gekennzeichnet, die vergleichbar oder sogar groser sein konnen als die Zeitskalen, die mit der kolloidalen Bewegung verbunden sind. Der Grund fur die langsame Relaxation dieser Flussigkeiten liegt in ihrer komplexen Mikrostruktur, die die Speicherung und Dissipation von Energie erlaubt. Viskoelastische Flussigkeiten umfassen eine grose Anzahl an Systemen, wie zum Beispiel biologische Flussigkeiten, semi-diluten Polymerlosungen, Mizellensystemen, oder dichte kolloidalen Suspensionen. In dieser Arbeit untersuchen und erweitern wir eingehend die Theorie der Brownschen Bewegung in komplexen Flussigkeiten in und auserhalb des Gleichgewichtszustandes.