Das Forschungsprofil auf dem Gebiet Physik an unserer Fakultät umfasst eine Fülle individueller Forschungsleistungen und vielfältige Forschungsschwerpunkte. Informieren Sie sich hier über die Schwerpunkte der Forschung der Physik-Institute, des Instituts für Didaktik der Physik und des Zentrums für Mathematische Physik.
Peter-Debye-Institut für Physik der weichen Materie
- Physik synthetischer und biologischer Polymere
- Dynamik von biologischen und nicht-biologischen Makromolekülen
- Physik von Nano- und Mikrosystemen im Nichtgleichgewicht
- Physik der Tumorentstehung und -ausbreitung
- Rheologie von Zell- und Materialsystemen
- Zell–Oberflächen-Interaktionen
- Molekulare Nanotechnologie
- Kollektive Prozesse in aktiver Materie
- Thermoplasmonik
- Methodik: optische und photothermische Spektroskopie, Einzelmolekül-Kraftspektroskopie, Dielektrische Spektroskopie, optische und photothermische Mikroskopie
Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik
- Grundlagen und Anwendungen der Quantentechnologie
- Physik der Halbleiter und Halbleiter-Bauelemente
- Magnetismus, Spin-Resonanz (NMR, EPR)
- Dünnfilme, Oberflächen, Nano- und Mikrostrukturen
- Transparente Elektronik, weit- und ultraweitlückige Halbleiter
- Atomare Zentren einschließlich NV-Zentren in Diamant
- Mikrokavitäten, anisotrope optische Materialien, Polaritonen
- Solarmaterialien, Halbleiter-Legierungen
- Hochtemperatur-Supraleiter
- Magnetische und multiferroische Heterostrukturen
- Nano- und mikroporöse Materialien
- Rydberg-Atome
Institut für Theoretische Physik
- Computersimulationen klassischer und quantenstatistischer Systeme mit Monte-Carlo- und Molekulardynamik-Methoden, Anwendungen: Polymere und Proteine, ungeordnete Magnete, Spingläser, Zufallsfelder
- Neuartige Skalenansätze endlicher Größe für Systeme mit extensiver Entartung
- Casimir-Kräfte, mathematische Struktur kovarianter Quantenfeldtheorien und Eichorbitraum, Quantenfeldtheorie in gekrümmten und nicht kommutativen Raum–Zeit-Geometrien, Anwendungen in der inflationären Kosmologie, Stabilitätsanalyse in der semiklassischen Gravitation, Quantisierung von Fluktuationen in der frühen Kosmologie, Begriff von Temperatur und Gleichgewicht beim Unruh-Effekt
- Niedrigdimensionale und mesoskopische wechselwirkende Systeme, Anwendungen: Dynamik von Quantenkondensaten, topologisch geordnete Systeme und Nichtgleichgewichtsphysik in niedrigen Dimensionen
- „Soft Mesoscopics“: Nichtgleichgewichtsdynamik, mathematische Modelle des Immunsystems, Theorie stochastischer Prozesse und Musterbildung, heiße Brownsche Bewegung, aktive Partikel, vom Wind getriebener Sand und resultierende Strukturbildung
- Methodik und mathematische Struktur von Quantenfeldtheorien, einschließlich Renormierung, Korrenpondenz Eichtheorie und Gravitationstheorie, Entwicklung neuartiger Methoden basierend auf algebraischen Strukturen
- Schwarze Löcher, kosmologische Anwendungen, Einsteins Gravitationstheorie in höheren Dimensionen, Gitterbeschreibung von Eichentheorien und Simulationen
Institut für Didaktik der Physik
- Digitalisierung des Lehrens von Physik an Hochschule und Schule
- Entwicklung und Überprüfung von Lehr- und Lernkonzepten
- Unterstützung von Lernprozessen durch Modellieren physikalischer Phänomene
- Unterrichtskonzepte auf Basis digitaler Medien wie Smartphones und Einplatinencomputer
- Praktische Anwendbarkeit und die Integration von Experimenten in den Unterricht
- Entwicklung von digital unterstützten Lehr–Lern-Szenarien
- Aktivierender Unterrichtsformate wie Flipped-Classroom-Konzepte
- Laborbücher in digitalen Formaten und Einführung in Programmierung (z. B. Python und Jupyter-Notebooks)
- Blended-Learning-Ansätzen für synchrone und asynchrone Lernmöglichkeiten
- Einsatz von digitalen Übungen im STACK-Format (System for Teaching and Assessment using a Computer Algebra Kernel)
- Identifikation von lernfördernden und lernhemmenden Faktoren, insbesondere in der Studieneingangsphase
Zentrum für Mathematische Physik
- Allgemeine Relativitätstheorie
- Quantenfeldtheorie
- Statistische Physik und Vielteilchensysteme
- Quanteninformationstheorie und Operatoralgebren
- Analysis und partielle Differentialgleichungen
- Differentialgeometrie
- Wahrscheinlichkeitstheorie
