{"id":15337,"date":"2024-10-20T14:25:26","date_gmt":"2024-10-20T12:25:26","guid":{"rendered":"https:\/\/cms.zdv.uni-mainz.de\/fb08-physics\/home\/physikalische-forschung\/koordinierte-forschung\/"},"modified":"2026-04-10T15:00:55","modified_gmt":"2026-04-10T13:00:55","slug":"koordinierte-forschung","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/physics.uni-mainz.de\/de\/home\/physikalische-forschung\/koordinierte-forschung\/","title":{"rendered":"Koordinierte Forschung"},"content":{"rendered":"\n<\/jgu-base-pageheader>\n\n\n
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Johannes Gutenberg-Universit\u00e4t Mainz<\/a> > Fachbereich 08<\/a> > Physik<\/a> > Physikforschung<\/a> > Koordinierte Forschungsprogramme<\/p>\n\n\n\n

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Die Mainzer Teilchenphysikerinnen und -physiker, die im Exzellenzcluster PRISMA+ arbeiten, geh\u00f6ren zu den weltweit f\u00fchrenden Forschern auf ihrem Gebiet. PRISMA+ befasst sich mit grundlegenden Fragen \u00fcber die Natur der fundamentalen Bausteine der Materie und deren Bedeutung f\u00fcr die Physik des Universums. Der Cluster setzt sich aus renommierten Forschungsgruppen zusammen, die vor allem in den Bereichen Astroteilchen-, Hochenergie- und Hadronenphysik, Kernchemie und Pr\u00e4zisionsphysik mit ultrakalten Neutronen und Ionenfallen arbeiten. Eine der wichtigsten Initiativen des Clusters betrifft die Durchf\u00fchrung verschiedener neuer Schl\u00fcsselexperimente zur Untersuchung der fundamentalen Kr\u00e4fte und der Grenzen des Standardmodells. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button><\/div>\n\n\n\n

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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) f\u00f6rdert verschiedene herausragende Forschungsprojekte. Zu den von der DFG gef\u00f6rderten Projekten an der JGU Mainz geh\u00f6ren Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen und Schwerpunktprogramme. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Sonderforschungsbereiche (SFB) sind auf Dauer angelegte universit\u00e4re Forschungseinrichtungen, in denen Wissenschaftler im Rahmen eines interdisziplin\u00e4ren Forschungsprogramms zusammenarbeiten. Die verschiedenen Varianten der Sonderforschungsbereiche – Kulturwissenschaftliche Forschungszentren und Transregio-Sonderforschungsbereiche – sowie die Programmerg\u00e4nzungen Nachwuchsgruppen und Transfereinheiten werden alle von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef\u00f6rdert. In allen Varianten werden internationale Kooperationsvereinbarungen finanziert. <\/p>\n\n\n\n \n\n \n\n

Multiscale Modeling ist ein zentrales Thema in der theoretischen Physik kondensierter Materie und der Materialwissenschaft. Eine prominente Klasse von Materialien, deren Eigenschaften nur selten auf einer L\u00e4ngenskala und einer Zeitskala allein verstanden werden k\u00f6nnen, ist weiche Materie. Die Eigenschaften weicher Materialien werden durch ein kompliziertes Zusammenspiel von Energie und Entropie bestimmt, und kleinste Ver\u00e4nderungen der molekularen Wechselwirkungen k\u00f6nnen zu massiven Ver\u00e4nderungen der makroskopischen Eigenschaften des Systems f\u00fchren. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Der Transregio-Sonderforschungsbereich 173 Spin+X untersucht Spineigenschaften aus verschiedenen Perspektiven und durch die Verbindung mehrerer wissenschaftlicher Disziplinen. Seine Forschung umfasst das gesamte Spektrum der Spinforschung, von mikroskopischen Eigenschaften \u00fcber emergente Spinph\u00e4nomene bis hin zur Kopplung mit der makroskopischen Welt. Dies stellt eine neue Disziplin dar, die wir als Advanced Spin Engineering bezeichnen und die darauf abzielt, neue Funktionalit\u00e4ten auf der Grundlage der Spinphysik zu schaffen. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Die ELASTO-Q-MAT-Initiative, die von diesem CRC\/TRR 288 verk\u00f6rpert wird, zielt darauf ab, neue physikalische Ph\u00e4nomene, die aus einer besonders starken Kopplung zwischen der Elastizit\u00e4t eines Materials und seinen elektronischen Quantenphasen entstehen, zu verstehen, zu f\u00f6rdern und zu nutzen. Zu diesem Zweck werden wir die Auswirkungen der elastischen Abstimmung und die elastische Reaktion verschiedener Arten von elektronischer Ordnung in repr\u00e4sentativen Klassen von Quantenmaterialien untersuchen, die eine hohe Empfindlichkeit gegen\u00fcber intrinsischer Dehnung oder von au\u00dfen angelegten Spannungsfeldern aufweisen. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Klimawandelprognosen h\u00e4ngen von einer angemessenen Darstellung komplexer Prozesse in der oberen Troposph\u00e4re und unteren Stratosph\u00e4re (Upper Troposphere\/Lower Stratosphere – UTLS) ab. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs TPChange wird dies durch eine Kombination aus Feldmessungen, Laborstudien, theoretischen Ans\u00e4tzen und Multiskalen-Modellierung untersucht. Auf der Grundlage eines verbesserten Verst\u00e4ndnisses der relevanten Prozesse auf verschiedenen Skalen werden wir Parametrisierungen entwickeln, um moderne Klimamodelle zu verbessern. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen von UTLS-Prozessen auf die Zusammensetzung, die Dynamik und letztendlich auf das zuk\u00fcnftige Klima und die Klimavariabilit\u00e4t genau zu bestimmen. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

QuCoLiMa (Quantum Cooperativity of Light and Matter) will die besonderen Eigenschaften der Quantenkooperativit\u00e4t in einer Vielzahl von Quantenplattformen an der Schnittstelle von Quantenoptik und kondensierter Materie erforschen. Unser Ziel ist es, das Zusammenspiel von Quanteninterferenz und -verschr\u00e4nkung in der kollektiven Reaktion von Vielteilchen-Quantensystemen auf Licht zu verstehen. Insbesondere werden wir die Rolle der Quanteneigenschaften von Strahlung bei der Entstehung und Vermittlung von kooperativen Quantenph\u00e4nomenen in einer Vielzahl komplexer Materiesysteme erforschen und damit in den Bereich der Vielk\u00f6rperphysik der kooperativen Licht-Materie-Quanten eintreten. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Der SFB 1245 \u201eAtomkerne: Von fundamentalen Wechselwirkungen zu Struktur und Sternen\u201c untersucht die Physik der starken und elektroschwachen Wechselwirkungen von Kernen bis zu Sternen. Die durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschriebene starke Wechselwirkung ist f\u00fcr die Bindung von Neutronen und Protonen zu Kernen und f\u00fcr die vielen Facetten der Kernstrukturphysik verantwortlich. In Kombination mit elektroschwachen Wechselwirkungen bestimmt sie die Struktur aller Kerne der Nuklidkarte, \u00e4hnlich wie die Quantenelektrodynamik das Periodensystem der Elemente pr\u00e4gt. W\u00e4hrend Letzteres gut verstanden ist, ist noch unklar, wie sich die Nuklidkarte aus den zugrunde liegenden Kr\u00e4ften ergibt. Der SFB baut auf den spannenden Verbindungen zwischen den experimentellen und theoretischen Grenzen der Kernstruktur auf, die auf effektiven Feldtheorien (EFTs) der starken Wechselwirkung basieren.<\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Wesentliche biologische Prozesse wie die Transkription von DNA zu RNA und die Translation zu Proteinen werden durch das Zusammenspiel mehrerer Biomolek\u00fcle in einer komplexen Umgebung gesteuert und h\u00e4ngen davon ab. Die Wechselwirkungen der Biomolek\u00fcle umfassen ein breites Spektrum von Wechselwirkungstypen, das von dimeren Wechselwirkungen \u00fcber gro\u00dfe Komplexe bis hin zur Hierarchie des Ein- und Auspackens von Genomen reicht. In diesem Sonderforschungsbereich untersuchen Biowissenschaftler und Polymerwissenschaftler gemeinsam Biomolek\u00fcle als Biopolymere mit dem Schwerpunkt auf ihrer polymeren Natur. Wie die j\u00fcngste Forschung zeigt, f\u00fchrt die polymere Natur von Biopolymeren zu Ph\u00e4nomenen wie Phasentrennung, Phasen\u00fcberg\u00e4ngen und komplexen Organellenarchitekturen in Zellen, deren Auswirkungen auf die zellul\u00e4ren Funktionen noch nicht vollst\u00e4ndig verstanden sind. Durch die Anwendung theoretischer und experimenteller Konzepte aus der Polymerwissenschaft wird diese Initiative es Wissenschaftlern erm\u00f6glichen, neue Perspektiven auf biologische Ph\u00e4nomene zu gewinnen und so neue Wege f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis der molekularen Grundlagen der zellul\u00e4ren Dysfunktion bei Alterung und altersbedingten Krankheiten wie neurodegenerativen St\u00f6rungen und Krebs zu ebnen. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Das Defekt-Engineering ist ein etablierter Ansatz in der Wissenschaft der harten Materie, der sich auf die Anpassung der Eigenschaften von anorganischen Halbleitern und organischen molekularen Materialien konzentriert. Das Potenzial der Defektkontrolle in weicher Materie ist jedoch noch nicht ausreichend erforscht. Dieser Sonderforschungsbereich zielt darauf ab, dieses Paradigma durch das Verst\u00e4ndnis und die Kontrolle von Defekten in polymeren, kolloidalen und amphiphilen Systemen zu \u00e4ndern. Wir versuchen, das grundlegende Zusammenspiel zwischen Defekten und der Anpassungsf\u00e4higkeit und Widerstandsf\u00e4higkeit dynamischer Systeme aus weicher Materie zu ergr\u00fcnden, um die Entwicklung funktioneller Einheiten zu erm\u00f6glichen, bei denen Defekte den Stoff- oder Ladungstransport kontrollieren. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Der SFB 1660 „Hadronen und Kerne als Entdeckungsinstrumente“ zielt darauf ab, die starke Wechselwirkung zu verstehen, die zu Prozessen mit Hadronen, Kernen und Atomen f\u00fchrt. Das Ziel ist die Beantwortung grundlegender Fragen: Welche physikalischen Ph\u00e4nomene treten jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik (SM) auf und wie k\u00f6nnen wir sie messen und beschreiben? <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n<\/jgu-base-accordion>\n\n\n\n

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Eine Forschungseinheit besteht aus einem Team von Forscherinnen und Forschern, die gemeinsam an einem Forschungsprojekt arbeiten, das hinsichtlich des thematischen Schwerpunkts, der Dauer und der Finanzierung \u00fcber die im Rahmen des Individual Grants Program oder des Priority Program verf\u00fcgbaren Finanzierungsm\u00f6glichkeiten hinausgeht. Forschungseinheiten stellen die personellen und materiellen Ressourcen bereit, die f\u00fcr die Durchf\u00fchrung intensiver, mittelfristiger Kooperationsprojekte (in der Regel f\u00fcr einen Zeitraum von acht Jahren) erforderlich sind. Forschungseinheiten tragen oft dazu bei, neue Forschungsrichtungen zu etablieren. F\u00fcr die Finanzierung von Forschungseinheiten gelten die gleichen Grunds\u00e4tze wie f\u00fcr Forschungsstipendien.<\/p>\n\n\n\n \n\n \n\n

Die DFG-Forschergruppe FOR 2724 widmet sich der Quanten-Thermodynamik und hat das Ziel, thermische Maschinen in der Quantenwelt zu realisieren und zu erforschen.<\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Aufgrund der zunehmenden Besorgnis \u00fcber die globale Erw\u00e4rmung durch Treibhausgase gewinnen erneuerbare Energiequellen immer mehr an Bedeutung. Elektrizit\u00e4t ist eine der wichtigsten Formen, in denen erneuerbare Energie gewonnen wird. Mit einer st\u00e4rkeren Durchdringung des Elektrizit\u00e4tsmarktes mit erneuerbaren Energien wird wahrscheinlich eine zus\u00e4tzliche Last zur Nivellierung der elektrischen Energie erforderlich sein. Eine M\u00f6glichkeit, elektrische Energie zu speichern, besteht in der Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Das Mu3e-Experiment sucht nach dem geladenen Lepton-Flavour-Verletzungszerfall \u03bc\u2192eee und strebt in seiner ersten Phase eine Einzelereignis-Empfindlichkeit (SES) von BR(\u03bc\u2192eee) \u2248 2-3 \u22191015 <\/sup>an, was einer Verbesserung um den Faktor 200 gegen\u00fcber der bestehenden Grenze entspricht. Ein neuartiges Detektorkonzept mit ultrad\u00fcnnen monolithischen Hochspannungs-Aktivpixelsensoren, szintillierenden Fasern und Kacheln f\u00fcr genaue Zeitmessungen und triggerlose Datenerfassung, kombiniert mit einer Online-Rekonstruktion unter Verwendung von Grafikkarten, erm\u00f6glicht es der Forschungsgruppe, dieses Empfindlichkeitsziel zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n\n \n\n

Die Photonen-Photonen-Physik k\u00f6nnte der Schl\u00fcssel zu vielen Entdeckungen sein, ob es sich nun um neue exotische Mesonen, ALPs oder Pr\u00e4zisionseffekte jenseits des Standardmodells handelt. Die Bewertung und effiziente Nutzung des Entdeckungspotenzials von \u03b3\u03b3-Kollisionen an den bestehenden und neu gebauten experimentellen Einrichtungen (MAMI<\/a>, MESA<\/a>, BESIII<\/a>, LHC<\/a>) ist neben der theoretischen Arbeit zur Quantifizierung des QCD-Beitrags ein wichtiger Teil dieser Forschungsgruppe. <\/p>\n\n\n\n \n<\/jgu-base-buttonitem>\n\n<\/jgu-base-button>\n\n<\/jgu-base-accordionitem>\n\n<\/jgu-base-accordion>\n<\/div>\n\n\n\n

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Ein besonderes Merkmal des Schwerpunktprogramms ist die bundesweite Zusammenarbeit der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
Der Senat der DFG kann ein Schwerpunktprogramm einrichten, wenn die koordinierte F\u00f6rderung in dem betreffenden Bereich einen besonderen wissenschaftlichen Gewinn verspricht. Der Senat tritt einmal im Jahr zusammen, um die von Wissenschaftlern vorgeschlagenen Initiativen zur Einrichtung von Schwerpunktprogrammen zu diskutieren. <\/p>\n\n\n\n \n\n \n\n

Dieses Priorit\u00e4tsprogramm ist der Entwicklung von Graphen f\u00fcr elektronische Anwendungen gewidmet. Zu diesem Zweck werden in 38 Einzelprojekten die folgenden Ziele erforscht: <\/p>\n\n\n\n