Institut für Theoretische Physik
Institut für Theoretische Physik

Forschung am Institut für Theoretische Physik

Übersicht

Die theoretische Physik hat das Ziel, die Vielfalt der physikalischen Erscheinungen in systematischer Weise zu ordnen, zu erklären und basierend darauf neue Vorhersagen zu entwickeln. Die aktuellen Forschungsschwerpunkte der fünf Arbeitsgruppen am Institut für Theoretische Physik liegen im Bereich von Systemen der kondensierten Materie fern ab des Gleichgewichts. Alle Arbeitsgruppen des Instituts arbeiten im SFB 910 Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme mit.


Die AG Quantennichtgleichgewichtsdynamik untersucht Quantenzustände fern des Gleichgewichts und deren gezielte Kontrolle durch starken Antrieb und/oder Dissipation. Hierfür werden intuitive analytische mit numerischen Methoden kombiniert. Im Fokus liegen künstliche Vielteilchensysteme (Quantensimulatoren), wie etwa ultrakalte Atome oder photonische Systeme.


Feld-Materie-Wechselwirkung in Vielteilchensystemen wird in der AG Nichtlineare Optik und Quantenelektronik  untersucht. Im Zentrum steht die quantenfeldtheoretische Beschreibung von kollektiven Quantenanregungen aus Exzitonen, Plasmonen und Phononen und deren Wechselwirkung mit dem quantisierten Strahlungsfeld.


Die AG Computersimulationen und Theorie komplexer Fluide  beschäftigt sich mit der theoretischen Beschreibung von Kolloidsystemen und aktiven Flüssigkristallen durch Methoden der Statistischen Physik. Aktuelle Themen sind die Strukturbildung im Nichtgleichgewicht, nichtlineare Materialeigenschaften, sowie Fluktuationen und Thermodynamik.


Die AG Nichtlineare Laserdynamik untersucht das Emissionsverhalten von optischen Netzwerken. Zur Modellierung werden semi-klassische stochastische Delay-Differentialgleichungen verwendet und numerisch untersucht. Neben neuen Analysemethoden werden Anwendungen für die Telekommunikation und das Maschinelle Lernen entwickelt.


Die AG Statistische Physik weicher Materie und biologischer Systeme bearbeitet ein breites Spektrum von Fragestellungen, die sich mit der Ausbildung komplexer Strukturen und mit dynamischen Vorgängen in komplexen Fluiden und in der Biologie beschäftigen. Insbesondere untersuchen wir die aktive Bewegung und Hydrodynamik von Mikroschwimmern.

GRK 1558

Das Graduiertenkolleg 1558 hat erfolgreich die Forschungspotentiale der Arbeitsgruppen des Instituts genutzt, um mehrere Generationen von Promovierenden auszubilden.