Im Profilbereich „Space, Time & Matter" unterstützen wir die physikalische und mathematische Grundlagenforschung der Naturwissenschaften auf allen Längen- und Zeitskalen – von den elementaren Bausteinen der Materie, die die Teilchen-, Kern- und Atomphysik untersucht, bis hin zu deren Zusammenwirken in Festkörpern, künstlich herstellbaren Quantenmaterialien, im Klimasystem sowie im Inneren von Erde, Planeten und Neutronensystemen. Um diese vielfältigen Phänomene zu verstehen und zu beschreiben, entwickeln unsere Forschenden maßgeschneiderte Experimente und mathematisch präzise und effiziente Methoden und Algorithmen.
Maria Roser Valenti
|Profilbereichssprecherin
“Raum, Zeit und Materie sind die Grundbausteine jeder wissenschaftlichen Theorie. In unserem Profilbereich erforschen wir sie in ihren faszinierendsten Erscheinungsformen – von den kleinsten Teilchen bis zum Kosmos.”
Uwe Dettmar
Björn Winkler
|Profilbereichssprecher
“Uns verbinden Methoden: Ob Kristallstrukturen unter Druck oder Quantenmaterialien – wir benötigen präzise Experimente, mathematische Methoden und ein tiefes Verständnis der Materie. Neben methodischer Effizienz sind mir die fachübergreifende Vernetzung und die Förderung von Wissenschaftler*innen in der frühen Karrierephase ein besonderes Anliegen.”
Uwe Dettmar
Forschungsschwerpunkte
Physik
Materie unter extremen Bedingungen
Im Forschungsschwerpunkt werden die extremen Temperaturen, Dichten und Gravitationsbedingungen des frühen Universums sowie des Inneren kompakter Sterne untersucht. Hierfür werden Kollisionen schwerer Ionen am CERN-Large Hadron Collider und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung-FAIR sowie die Beobachtung von Neutronensternen herangezogen.
#Astrophysik #Teilchenphysik #Kernphysik
Geowissenschaften, Chemie
Struktur, Eigenschaften und Prozesse von Materie
Der Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit den Eigenschaften von Materie auf der Erde und extraterrestrischen Körpern unter extremen Temperaturen und Drücken und entwickelt daraus ein quantitatives Verständnis großräumiger Prozesse wie Magmatismus und Tektonik.
#Geophysik #Mineralogie #Petrologie #Festkörperchemie
Physik
Kondensierte Materie und Quantenmaterialien
Im Mittelpunkt des Forschungsschwerpunkts stehen neuartige Phänomene, die aus der Wechselwirkung zwischen den elastischen Eigenschaften von Quantenmaterialien und ihren elektronischen Quantenphasen resultieren, sowie Vielteilcheneffekte in Quantenmaterie und synthetisch erzeugter Quantenmaterie.
#Quantenphysik #Festkörperphysik
Physik
Lichtgetriebene Prozesse: von Atom bis Organismus
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.
#Kernphysik #Biophysik #Molekülphysik #Atomphysik
Geowissenschaften, Geographie
Mehrskalendynamik der Atmosphäre
Der Forschungsschwerpunkt widmet sich herausfordernden Problemen in der Atmosphärenphysik, von Kondensationskernen auf molekularer Ebene, Wolken, Turbulenz, atmosphärischen Wellen und Wetter bis hin zu großräumigen Mustern der Klimavariabilität.
#Atmosphärenphysik #Meteorologie
Mathematik, Informatik
Algorithmen und Komplexität
Im Forschungsschwerpunkt werden neue, mathematisch präzise Strukturen und Methoden für die Entwicklung und Analyse von Algorithmen erarbeitet, die zur Simulation, Rekonstruktion und Optimierung in diskreten und kontinuierlichen Systemen erforderlich sind.
#Algebra #Algorithmen #Analysis #HighPerformanceComputing #Netzwerke #NumerischeMethoden #Geometrie
Space, Time & Matter in den Medien
In der Ausgabe "Fremde Welten" unseres Wissenschaftsmagazins "Forschung Frankfurt" haben wir einige Schlaglichter auf die Arbeit der Forschenden im Profilbereich »Space, Time & Matter« geworfen.
ESO/J. Emerson/VISTA; Fabian RRRR, Wikipedia; Person im Vordergrund: Peter Kiefer
Kooperationen, Initiativen, Förderungen
Der Profilbereich "Space, Time & Matter" vernetzt Spitzenforschung. Erfahren Sie mehr über unsere aktuellen Projekte – von DFG- und EU-Förderungen bis hin zu renommierten Einzelforschungen wie ERC-Grants oder LOEWE-Professuren. Hier finden Sie eine Übersicht.