quasistationär

Quasistationär beschreibt in der Physik und Chemie einen Zustand oder Prozess, der sich zeitlich verändert, dessen makroskopische Größen jedoch in kurzen Zeitabschnitten wie in einem stationären Zustand erscheinen. Voraussetzung ist eine klare Trennung der Zeitskalen: Die inneren Relaxationszeiten sind klein im Vergleich zur Zeit, in der äußere Bedingungen variieren. Dadurch lassen sich dynamische Systeme oft durch lokale Gleichgewichte oder stationäre Größen annähern.

In der Reaktionskinetik wird häufig die Quasi-Stetigkeitsannahme (quasi-steady-state approximation, QSSA) verwendet. Schnelle Zwischenstufen werden so behandelt, als seien ihre Konzentrationen nahezu konstant, was zu reduzierten Modellen führt, beispielsweise in der Michaelis-Menten-Kinetik. Die Annahme beruht auf einer starken Trennung der Zeitskalen zwischen schnellen und langsamen Prozessen.

In der Stochastik bezeichnet man als quasistationäre Verteilung (Quasi-Stationary Distribution, QSD) eine Wahrscheinlichkeitsverteilung, die die Zustände eines Prozesses bedingt durch Nicht-Abwanderung oder Nicht-Absorption beschreibt. Bei Markov-Ketten mit absorbierenden Zuständen konvergiert die bedingte Verteilung gegeben, dass das System noch nicht absorbiert ist, gegen eine QSD.

Anwendungen finden sich in Thermodynamik, Strömungsmechanik und Festkörperphysik, wo äußere Parameter langsam variieren und der Zustand auf kurzen Skalen stationär wirkt, während er sich insgesamt langsamer verändert. Quasistationäre Näherungen hängen oft mit adiabatischen Annäherungen und Eliminationsverfahren in Reaktionsnetzen zusammen.