Mögliche Forschungsbelegthemen/Bachelorarbeitsthemen in der Computerorientierten Theoretischen Physik
(auch zu Diplomarbeiten/Masterarbeiten ausbaubar)

• Themenliste mit Kurzbeschreibungen

Themen für Bachelorarbeiten

• Energiegewinnung aus einem schwarzen Loch: Eine sehr bekannte Methode, aus einem schwarzen Loch Energie zu gewinnen, besteht darin, eine Masse m an einem (masselosen) Seil langsam bis zum Ereignishorizont abzusenken und sie dort loszulassen. Da die Masse keine kinetische Energie gewinnen kann, hat sie am Horizont nur noch ihre Ruhenergie, die dort aber gerade verschwindet. Die bei diesem Prozess gewonnene Energie ist m c², die Masse des schwarzen Lochs bleibt unverändert. Die Energieausbeute ist also maximal, aber die Effizienz des Verfahrens ist schlecht, denn es dauert unendlich lang, bis die Masse den Ereignishorizont erreicht (sie muss dies ja mit Geschwindigkeit null tun). Außerdem müsste das Seil ziemlich lang sein (am Ereignishorizont liegt unendliche Längenkontraktion vor, das Integral des räumlichen Eigenabstands zum Horizont divergiert aber nicht). Die verschwindende zeitliche Effizienz teilt der Prozess mit dem Carnot-Prozess. Verbessern kann man das Verfahren, indem man erstens die Masse schon über dem Ereignishorizont loslässt und zweitens sie nicht vollständig abbremst. Ließe man sie völlig frei fallen, so käme sie bei gleicher Anfangsbedingung in kürzester Zeit zu einer festen Stelle über dem Horizont, aber der Energiegewinn wäre null, weil die gesamte Reduktion der Ruhenergie in kinetische Energie umgewandelt würde. Zwischen diesen beiden Grenzfällen verschwindender Leistung sollte ein Maximum mit endlicher Leistung liegen. Dessen rechnerische Bestimmung ist das Ziel der Bachelorarbeit. Es soll dann bestimmt werden, wieviel Masse pro Zeit man in das schwarze Loch versenken müsste, um die Leistung auf das Niveau typischer Kraftwerke zu bringen.


• Selektionstheorie im dendritischen Wachstum: Selektionsparameter bei endlicher Pécletzahl

Themen für Masterarbeiten

• Selektionstheorie im dendritischen Wachstum: Nichtlineare Diffusion mit fast konstantem Diffusionskoeffizienten (überwiegend analytisches Thema)
  


• Selektionstheorie im dendritischen Wachstum: Kapitza-Effekt (relativ viel Numerik)


• Selektionstheorie im dendritischen Wachstum: kombinierte kinetische und kapillare Effekte


• Selektionstheorie im dendritischen Wachstum: dichtegetriebene Konvektion

	"Otto-von-Guericke-Universität" Magdeburg FNW/ITP Prof. K. Kassner PF 4120 D - 39016 Magdeburg
	Tel.: ++49 (0)391 67 18507 Fax.: ++49 (0)391 67 11205