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Research
Summary
Konzepte und Phänomene der Nichtlinearen Dynamik sowie dissipative Effekte und Nichtgleichgewichtsprozesse markieren das gemeinsame Forschungsfeld der im Graduiertenkolleg kooperierenden Arbeitsgruppen der experimentellen und theoretischen Festkörperphysik, der experimentellen und theoretischen Biophysik, sowie der Neuromedizin. Nichtlinearität und Nichtgleichgewicht werden zum einen im Kontext der Mesoskopischen und Nanostruktur-Physik theoretisch und in Experimenten zum Ladungstransport und zur nichtlinearen Optik untersucht; zum anderen spielen Verfahren der Nichtlinearen Dynamik bei Strukturuntersuchung von Biomolekülen und bei der Analyse neurophysiologischer Daten eine wichtige Rolle. Die gemeinsame Grundlage der geplanten Forschung in diesen Disziplinen bilden Methoden der beteiligten theoretischen Physik, neben der Nichtlinearen Dynamik, Verfahren der statistischen Physik und Statistik, sowie korrespondierende numerische Algorithmen zur Beschreibung von Experimenten in der Nanostrukturphysik und zur Analyse biomedizinischer und biophysikalischer Daten.

Das fachübergreifende Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs wird direkt auf das korrespondierende Studienprogramm abgebildet. Dieses spiegelt die interfakultative Ausrichtung wider und vertieft den Austausch zwischen Physik, Biophysik und Medizin. Neben den fachspezifischen Lehrveranstaltungen eröffnet das Lehr-, Seminar- und Workshop-Programm so den Kollegiaten den direkten Einblick in die Forschung der Nachbardisziplinen in einer Weise, die bei Promotionen normalerweise nicht gegeben ist. Vorlesungen und Seminare, die sich an alle Kollegiaten wenden, vermitteln ihnen gemeinsame Kenntnisse.

Das Forschungsprogramm des Kollegs gliedert sich auf in die folgenden Projektbereiche
 
a Nichtlineare Dynamik von Elektronen in kondensierter Materie
a1 Nichtlinearität und Chaos in mesoskopischen Systemen
a2 Nichtgleichgewichtstransport auf molekularen Skalen
a3 Stromoszillationen in Halbleiter-Übergittern
a4 Nichtgleichgewichtseffekte in Josephsonsystemen
a5 Terahertz-Nichtlinearitäten in Halbleiter-Nanostrukturen
a6 Strominduzierte Strukturen im zweidimensionalen Elektronengas
 
b Analyse von biomedizinischen und biophysikalischen Signaldaten mit Methoden der nichtlinearen Dynamik
b1 Korrelation und Dynamik hirnphysiologischer Parameter bei Patienten mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma
b2 Nichtlineare informationstheoretische Verfahren zur biomedizinischen Signalanalyse
b3 Strukturberechnung und Dynamiksimulation von Biopolymeren
 
Die Themen der Promotionen in den jeweiligen Projektbereichen finden sich unter Stipendiaten.
Die Arbeitsgebiete der am GRK beteiligten Professoren finden sich unter Arbeitsgruppen.