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Forschung

Themenschwerpunkte

 

Die Erlanger Astro- und Astroteilchenphysik vereinigt im Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) Expertise auf den Gebieten der Neutrino-, Röntgen- und Gammastrahlungs-Astronomie und forscht gemeinsam an großen Fragen der Astro- und Teilchenphysik wie z.B. dem Ursprung der kosmischen Strahlung, den Eigenschaften von Neutrinos und der dunklen Materie oder der Entstehung von Akkretionsscheiben und Jets in der unmittelbaren Umgebung von schwarzen Löchern. Auf der Seite der theoretischen Physik sind Quantengravitation sowie die Anwendung der statistischen Physik in Datenanalyse und Modellierung in das ECAP eingebunden. Das ECAP bietet ein ausgezeichnetes Umfeld mit internationalen Kollaborationen auf einem breiten Spektrum von Themen sowie einer hervorragenden Infrastruktur, die ab 2022 durch den Forschungsbau „ECAP Laboratory“ komplettiert werden wird. Eine Stärke des ECAP sind die Detektorentwicklung und Beiträge zu Design, Konstruktion und Betrieb großer Experimente; zudem wird intensiv am Transfer der Detektortechnologie in Anwendungsbereiche wie z.B. die medizinische Bildgebung gearbeitet.
Die Arbeitsgruppen, die sich mit astrophysikalischen Fragestellungen beschäftigen, finden Sie hier.

Arbeitsgruppen auf dem Gebiet der kondensierten Materie und der modernen Optik befassen sich mit  elektronischen Aspekten in neuartigen Materialien  (z.B. topologische Eigenschaften in Festkörpern, atomar dünne Materialien, … ) und der Erzeugung und Untersuchung exotischer Photonenzustände. Dabei werden Methoden eingesetzt, die letztlich auf Photon-Elektron-Wechselwirkungen (winkelaufgelöste Photoelektronenspektroskopie, zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie, …) beruhen sowie auch nichtlineare Prozesse (Multiphotonen Absorption, Supercontinuum Erzeugung in photonischen Kristallfasern). Weiterhin wird an neuartigen kollektiven Phänomenen von Quantenvielteilchensystemen geforscht, wie sie für die Physik der kondensierten Materie, der Quantenoptik sowie bei Quantentechnologien relevant sind. Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Freiheitsgraden führen zu neuartigen Zuständen der Materie mit faszinierenden kollektiven Eigenschaften.
Arbeitsgruppen, die sich mit entsprechenden Fragestellungen beschäftigen, finden Sie hier.

 

Gegenstand der Biophysik ist das Verständnis von Prozessen innerhalb von Molekülen bis hin zu Organismen und Populationen. Darüberhinaus beschreibt die Biophysik Vorgänge, die über ihren originären biologischen Kontext hinausgehen und für technologische oder medizinische Zwecke genutzt werden können. Aus physikalischer Perspektive ist der vermutlich aufregenste Aspekt, dass lebende Systeme auf Energieverbrauch und Umwandlung in Wärme beruhen, dabei aber traditionelle Beschreibungsansätze an ihre Grenzen stoßen. Das physikalische Verständnis biologischer Prozesse dazu entsteht gerade aus einem bislang unvollständigen konzeptionellem Gerüst der Nicht-Gleichgewichtsdynamik.
Die Arbeitsgruppen, die sich mit biophysikalischen Fragestellungen beschäftigen, finden Sie hier.