Kollektive Bewegung biophysikalischer Systeme

Es wird viel geforscht und immer mehr Modelle werden entwickelt, um die kollektive Bewegung einer Gruppe von sich bewegenden Partikeln/Zellen zu verstehen und zu analysieren. Das Hauptziel dieser Dissertation ist es, das Modell von Tamas Vicsek zu erweitern, indem Wechselwirkungen zwischen den Partikeln eingeführt werden, die durch drei verschiedene Arten von Zonen modelliert werden: Dabei handelt es sich um die Abstoßungs-, Orientierungs- und Anziehungszone. Bei jedem Iterationsschritt behalten die Teilchen eine durchschnittliche Bewegungsrichtung der benachbarten Teilchen mit einer gewissen zufälligen Störung bei. Die numerischen Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Radius der Abstoßungs- und Orientierungszone eine sehr wichtige Rolle bei der Bewegung der Flocken spielt. Durch Variation der Systemparameter wie Rauschen, Dichte,.... Wir finden im Rahmen dieses erweiterten Modells, dass unser System einen kontinuierlichen Phasenübergang in einem zweidimensionalen Raum durchläuft. Andererseits zeigen unsere Simulationsergebnisse, dass die im Modell von Tamas Viscek gefundenen kritischen Exponenten nicht universell sind, was auf den Effekt der Interaktionszonen zurückzuführen ist.