Gibt es mehr als einen Glaszustand? Studien mit kolloidalen Dispersionen
PD Dr. Matthias Fuchs (Institut Charles Sadron , Strasbourg/F)

Glaeser, ihre Entstehung und die Natur des Glaszustandes, werden seit langem intensiv untersucht. Trotzdem ist unter anderem die fundamentale Frage der Existenz einer thermodynamischen Glasphase noch immer unklar. Fortschritte konnte in den letzten Jahrzehnten durch das Studium

von Modellsystemen erzielt werden, die theoretischer Analyse und experimenteller Untersuchung zugaenglich sind. Kolloidale Dispersionen konnten praepariert werden, die eine ``in vitro' Realisierung eines Fluids harter Kugeln darstellen, welches seit Boltzmann und Van der Waals eine zentrale Rolle in der Theorie (klassischer) Vielteilchensysteme spielt. Es zeigt eine drastische Verlangsamung der Dynamik bei Erhoehung der Dichte, wenn sterische Einschraenkungen die Teilchenumordnungen immer staerker behindern; dies wird als ``Kaefigeffekt' bezeichnet. Fuer dieses System hatte in den 80er Jahren die sogenannte Modenkopplungstheorie einen (idealisierten) Arretierungsuebergang vorausgesagt, der auch durch Lichtstreumessungen in Suspensionen kolloidaler Kugeln nachgewiesen werden konnte.

Erklaert dies den Glasuebergang? Um dieser Frage nachzugehen, soll ein geringfuegig komplizierteres System bestehend aus Kugeln mit einer kurzreichweitigen Attraktion vorgestellt werden, welches wiederum theoretisch und als kolloidale Suspension studiert werden kann. Unerwarteterweise zeigen neue Ergebnisse aus Experiment, Simulation und Modenkopplungstheorie, dass dieses System ein reichhaltiges glasiges Verhalten bei hoeheren Dichten besitzt. Damit wird es zu einem interessantem Modellsystem fuer das Verstaendnis des Glasueberganges, welches sogar die Moeglichkeit von Glas-zu-Glas-Uebergaengen beinhaltet.