Cluster-mediated particle transport in higher dimensions

Abstract

In overcrowded systems of hard spheres in a tilted periodic potential, particle trans- port is mediated by solitary cluster waves. Properties of such solitons have recently been extensively studied in one spatial dimension. In this thesis, we study the propagation in a two-dimensional model using numerical simulations. We investigate the influence of par- ticle diameter, external driving force, intensity of thermal noise and the size of the unit cell. We confirm that magical diameter values, previously present in one-dimensional case, are present in two dimensions. We also observe new possible dynamical steady states. By changing the direction of the external driving force, we achieve a rich behavior in switching of the propagation direction.

V přeplněných systémech tuhých koulí v nakloněných periodických potenciálech je transport částic zprostředkován solitony. Vlastnosti takových solitonů byly podrobně zkoumány v jedné prostorové dimenzi. V téhle práci se zabýváme jejich šířením v dvoudi- menzionálním modelu za použití numerických simulací. Zkoumáme vliv velikosti částic, vnější působící síly, intenzity termálního šumu a velikosti základní buňky. Potvrzujeme, že magické hodnoty velikostí částic, které byly přítomny v jednorozměrném modelu, jsou pozorovány také ve dvou dimenzích. Pozorujeme vznik nových dynamických ustálených stavů. Změnou směru působící síly dosáhneme netriviální přepínání směru šíření.