Barrat, Hansen: Basic Concepts for Simple and Complex Liquids

Basic Concepts for Simple and Complex Liquids

Die Physik des flüssigen Aggregatzustands ist nach wie vor ein hochaktuelles Forschungsgebiet der Physik der kondensierten Materie. Zum einen ist im Bereich der einfachen Flüssigkeiten noch immer vieles unverstanden, wie beispielsweise der Glas­übergang oder die besonderen Eigenschaften des Wassers. Zum anderen hat durch das wachsende allgemeine Interesse an den Lebenswissenschaften, und damit auch an den Eigenschaften biologischer Materie, insbesondere die Erforschung komplexer Fluide zusätzlich an Relevanz gewonnen. Zudem sind in der Vergangenheit bereits eine Menge sehr tragfähiger Konzepte zur Beschreibung des flüssigen Zustands erarbeitet und bis zur Lehrbuchreife entwickelt worden.

Insofern kommt das Buch 'Basic Concepts for Simple and Complex Liquids' zur rechten Zeit. Es behandelt das Gebiet umfassend, zumindest für all diejenigen, die sich im Bereich der chemischen Physik, Kolloidphysik oder Physik der weichen Materie mit Flüssigkeiten auseinandersetzen möchten; Quantenflüssigkeiten werden nicht behandelt. Die Autoren beginnen mit einem Übersichtskapitel über Thermodynamik, Struktur und Fluktuationen, in dem die grundlegenden Begriffe und Konzepte wiederholt werden. Dies geschieht teilweise recht knapp, woraus bereits erkennbar ist, dass sich das Buch vor allem an bereits graduierte Wissenschaftler richtet.

Es folgen Kapitel über Phasenübergänge, Grenzflächen und dynamische Phänomene. Auch hier zwingt die gestellte Aufgabe, die gesamte Physik der Flüssigkeiten auf weniger als 300 Seiten darzustellen, zur Kürze. So wird beispielsweise das Konzept der Renormierungsgruppe, das in der Physik der Phasenübergänge ein wesentlicher Durchbruch war, nicht dargestellt. Dafür gehen die Autoren aber in sehr anschaulicher Weise auf viele Dinge ein, die sonst eher unbeachtet bleiben. So findet sich etwa eine Darstellung von Benetzungsphänomenen, wobei auch der Begriff des Trennungsdrucks erklärt wird. Sehr erfreulich auch die Diskussion von Nichtgleichgewichtsphänomenen und des Glasübergangs, mit einer gut lesbaren Einführung in Modenkopplungsmodelle. Generell wird der Stoff von gelegentlichen Übungsaufgaben und kommentierten Hinweisen auf weiterführende Literatur sinnvoll begleitet.

Das Buch ist für jeden, der sich als Experimentator mit Flüssigkeiten, insbesondere mit komplexen Fluiden, näher befassen möchte, als schöne Einführung zu empfehlen.