Raum, Zeit und Materie sind die Grundbausteine jeder wissenschaftlichen Theorie und werden in diesem Profilbereich in ihren faszinierendsten Erscheinungsformen erforscht.
Luciano Rezzolla (Theoretische Astrophysik),
Gründungssprecher des Profilbereichs Space, Time & Matter
Die Forschung im Profilbereich "Space, Time & Matter“ widmet sich den physikalischen und mathematischen Grundlagen der Naturwissenschaften. Die Integration/Verzahnung von Raum, Zeit und Materie schlägt Brücken von den elementaren Materiebausteinen der Teilchen-, Kern- und Atomphysik zu deren kollektivem Zusammenwirken in Festkörpern, künstlich herstellbaren Quantenmaterialien, in der Atmosphäre und dem Inneren von Erde, Planeten und Neutronensternen. Die Untersuchung von Raum, Zeit und Materie erfordert mathematisch präzise und effiziente Methoden und Algorithmen, um ihre Dynamik zu simulieren und zu analysieren, und wirft neue herausfordernde geometrische Fragen auf.
Im Forschungsschwerpunkt untersucht werden die extremen Temperaturen, die Dichten und die Schwerkraft im frühen Universum und im Inneren kompakter Sterne. Dazu werden Kollisionen schwerer Ionen bei CERN-LHC und GSI-FAIR oder von Neutronensternen genutzt.
Der Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit den Eigenschaften von Materie auf der Erde bei extremen Temperaturen und Drücken und leitet ein quantitatives Verständnis großräumiger Prozesse wie Magmatismus und Tektonik ab.
Im Zentrum des Forschungsschwerpunkts stehen neuartige Phänomene, die aus einer Kopplung zwischen elastischen Eigenschaften von Quantenmaterialien und ihren elektronischen Quantenphasen resultieren, sowie Vielteilchenphänomene in Quantenmaterie und synthetischer Quantenmaterie.
Gegenstand des Forschungsschwerpunkts sind Licht-Materie-Wechselwirkungen in Atomen, Molekülen, Festkörpern und biologischen Systemen. Mithilfe von Licht werden Methoden entwickelt zur Steuerung von Prozessen in komplexen Systemen.
DFG
Beteiligungen
BMBF
Verbundprojekt 05P2021:
ErUM-FSP T01 "Run 3 von ALICE am LHC"
ErUM-FSP T06 "Aufbau von CBM bei FAIR"
ErUM-FSP T05 - "Aufbau von APPA bei FAIR"
R&D Beschleuniger (Hadronenlinacs)
ERC Grants
Emmy Noether-Programm
Heisenberg-Programm
GRADE-Center
Einrichtungen der Goethe-Universität
Kooperierende Einrichtungen