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Von modernen Metropolen bis zu ultrakalter Materie

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Zur weiteren Stärkung des wissenschaftlichen Nachwuchses in Deutschland richtet die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 16 neue Graduiertenkollegs ein. Dies wurde jetzt vom zuständigen Bewilligungsausschuss in Bonn beschlossen. Die neuen Graduiertenkollegs bieten Doktorandinnen und Doktoranden die Chance, in einem strukturierten Forschungs- und Qualifizierungsprogramm auf hohem fachlichem Niveau zu promovieren.

Vier der neuen Graduiertenkollegs sind Internationale Graduiertenkollegs, die eng mit Universitäten in Kanada, den USA und Österreich kooperieren. Die Internationalität erhöht die Attraktivität einer Promotion im Rahmen eines Graduiertenkollegs. Hinzu tritt die fachliche Interdisziplinarität, die die grenzüberschreitende Zusammenarbeit mit universitären wie außeruniversitären Partnern wie beispielsweise Fachhochschulen fördert. Die Vielfalt in den Kooperationsformen und -wegen trägt auch zur strukturellen Weiterentwicklung des Promotionsprogramms bei.

Die neuen Promotionsprogramme werden in der ersten Förderperiode von viereinhalb Jahren von der DFG mit einer Summe von insgesamt rund 50 Millionen Euro (inklusive einer Programmpauschale für indirekte Kosten der Projekte) gefördert. Zusätzlich zu den 16 Einrichtungen stimmte der Bewilligungsausschuss auch der Verlängerung von einem Internationalen Graduiertenkolleg zu. Die DFG fördert zurzeit 199 Graduiertenkollegs, davon 45 Internationale Kollegs.

Die neuen Graduiertenkollegs (GRK) und Internationalen Graduiertenkollegs (IGK) im Einzelnen (in alphabetischer Reihenfolge der Sprecherhochschulen):

Das übergreifende Thema des GRK 1845 ist die theoretische Untersuchung von Methoden der stochastischen Analysis. Diese sind entscheidend für viele Probleme aus der Physik, Biologie und Finanzmathematik. Das Anwendungsspektrum der Forschungen reicht von der Populationsdynamik zu Marktmechanismen und von dynamischen Klimamodellen bis zu statistischen Schlussfolgerungen für stochastische Sprungprozesse. Im Zentrum steht die Frage, wie Techniken der stochastischen Analysis und der Dynamik stochastischer Differentialgleichungen verbessert werden können. (Sprecherhochschule: Humboldt-Universität Berlin; Sprecher: Prof. Peter Imkeller)

Architektur, Mobilität und Kommunikation – dies sind nur einige von vielen Faktoren, die bei der Entwicklung moderner Metropolen eine zentrale Rolle spielen. Die historischen Dimensionen dieser Verflechtungen sind bisher nur wenig erforscht. Während Stadtforscher, wie Geografen oder Architekten, Globalisierung hauptsächlich als zeitgenössisches Phänomen auffassen, haben Historiker, die sich mit Phänomenen des längerfristigen Strukturwandels beschäftigen, noch kaum die Rolle und Bedeutung von Städten im Prozess der Globalisierung in den Blick genommen. Das IGK 1705 erschließt dieses Forschungsfeld in einem transatlantischen Verbund aus deutschen, kanadischen und amerikanischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, um den Dialog zwischen der Geschichtswissenschaft und der interdisziplinären Stadtforschung zu vertiefen. (Sprecherhochschule: Technische Universität Berlin; Sprecherin: Prof. Dorothee Brantz; Kooperationspartner: Columbia University in the City of New York, Fordham University, New York University, The City University of New York, USA, University of Toronto, York University Toronto, Kanada)

Im digitalen Zeitalter sind kommunizierende medizinische Implantate oder die Kommunikation zwischen Automobilen längst Realität geworden. Diese Anwendungen agieren im Allgemeinen nicht in geschlossenen Netzen, sondern senden Daten zwischen kleinen eingebetteten Knoten und der “Cloud”, einem üblicherweise sehr großen und oft nicht scharf definierten Server und PC-Netz. Dabei weisen die neuartigen Anwendungen einen erheblichen Sicherheitsbedarf auf, beispielsweise bei der intelligenten Verkehrslenkung. Im GRK 1817 „Neue Herausforderungen für die Kryptografie in ubiquitären Rechnerwelten“ sollen die mathematischen Grundlagen für die Sicherheit in allgemein verbreiteten Anwendungen erforscht werden. Ebenso wollen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen innovative Methoden erarbeiten und an realen Beispielen, wie der Sicherheit des elektronischen Personalausweises, umsetzen; dabei wird auch mit Forschenden einer Fachhochschule kooperiert. (Sprecherhochschule: Universität Bochum; Sprecher: Prof. Christof Paar)

Ziel des GRK 1763 ist die umfassende Erforschung von quantitativen Logiken und Automaten als moderne Hilfsmittel der Theoretischen Informatik. Eine Anwendungsperspektive bieten Problemstellungen aus den Bereichen der Wissensrepräsentation oder der maschinellen Verarbeitung natürlicher Sprache. Diese Gebiete erfordern eine fundierte informatische Modellierung, die quantitative Phänomene, wie Zeitabstände und räumliche Informationen, berücksichtigt. Sowohl Automaten als auch Logiken werden in vielen Bereichen der Informatik zur Modellierung eingesetzt, wobei sich die beiden Modellierungsansätze häufig sinnvoll ergänzen. Die Forscherinnen und Forscher wollen in neuer Weise dem Zusammenhang von Automaten und Logiken auf den Grund gehen, um zum Beispiel kombinatorische und sequenzielle Schaltungen besser entwickeln zu können. (Sprecherhochschule: Technische Universität Dresden; Sprecher: Prof. Franz Baader)

Heterogene Bildsysteme planen, entwickeln und realisieren – so lautet das Vorhaben des GRK 1773. Systeme zur Verarbeitung, Erzeugung und Übertragung digitaler Bilder unterliegen sehr oft hohen Anforderungen mit Blick auf Rechenleistung, Datendurchsatz oder Kosten. Das zeigen etwa Beispiele aus der medizinischen Bildverarbeitung oder Computerspielanwendungen. Die Bildsysteme sind in zweierlei Hinsicht heterogen: Zum einen ist innerhalb eines Systems die Berechnung auf mehrere verschiedenartige Komponenten verteilt, zum anderen gibt es eine große, heterogene Menge an Architekturen, auf denen unterschiedliche Bildanwendungen laufen sollen. Beide Arten von Heterogenität sollen im Graduiertenkolleg erforscht werden. (Sprecherhochschule: Universität Erlangen-Nürnberg; Sprecher: Prof. Marc Stamminger)

Die Forschungsprojekte des GRK 1821 „Cohomological Methods in Geometry“ reichen von mathematischer Physik bis Zahlentheorie. Trotz dieser großen thematischen Breite sind die verwendeten Methoden eng miteinander verbunden. Dies zeigt sich auch am Gebrauch der sogenannten Kohomologie. Dabei handelt es sich um ein vielseitig in allen geometrischen Disziplinen einsetzbares Werkzeug. Durch die Verbindung von Ansätzen aus der abstrakten Algebra und der konkreten Geometrie verspricht das Kolleg neue Forschungsergebnisse. (Sprecherhochschule: Universität Freiburg; Sprecherin: Prof. Annette Huber-Klawitter)

Das Zusammenspiel von „fact“ und „fiction“ in verschiedenen Textsorten erforscht das GRK 1767. Unter „faktualem Erzählen“ werden Erzählweisen verstanden, die sich in ihrem Kontext auf die Wirklichkeit der Adressaten beziehen. So geht das Kolleg der Frage nach, wie faktuale Erzählungen verschiedener Gattungen aufzuschlüsseln sind – nicht zuletzt mit Blick auf ihre je eigenen Gebrauchskontexte. Dabei werden auch Forschungsfelder außerhalb der Literaturwissenschaften in die Erzählanalyse integriert. Hierfür sollen in einem interdisziplinären Verbund auch die Geschichtswissenschaft, die therapeutische Psychologie sowie die Rechtswissenschaft mit einbezogen werden. (Sprecherhochschule: Universität Freiburg; Sprecherin: Prof. Monika Fludernik)

Das GRK 1729 beschäftigt sich mit den fundamentalen Eigenschaften und der Anwendung ultrakalter Materie. Das Vorhaben setzt auf die Kooperation zwischen Theoretikern und Experimentalphysikern. Die Wissenschaftlerinnen und die Wissenschaftler aus verschiedenen Bereichen der Atom- und Molekülphysik, der Quantenoptik und der Metrologie wollen so neue Einblicke in die Eigenschaften von Quantengasen gewinnen. Dabei werden auch Forschungsansätze genutzt zu beispielsweise ultrakalten polaren Molekülen, quantenentarteten Gasen aus Erdalkaliatomen oder stark korrelierten atomaren Gasen. (Sprecherhochschule: Universität Hannover; Sprecher: Prof. Luis Santos)

Chronisch entzündliche Erkrankungen, wie etwa Morbus Crohn, sind nur zum Teil genetisch bedingt. In vielen Fällen stehen Umweltfaktoren im Verdacht, für eine Krankheitsentstehung verantwortlich zu sein oder auf deren Verlauf begünstigend zu wirken. Im Fokus des GRK 1743 „Gene, Umwelt und Entzündung“ steht die Entschlüsselung des Einflusses von Umweltfaktoren auf pathophysiologische Prozesse komplexer, chronischer Erkrankungen. So sollen Krankheitsauslöser und -mechanismen neu identifiziert werden. Möglicherweise lassen sich auf diesem Wege auch Ansätze für neuartige Therapieformen aufzeigen. (Sprecherhochschule: Universität Kiel; Sprecher: Prof. André Franke)

Das GRK 1782 beschäftigt sich mit der „Funktionalisierung von Halbleitern“. Das Hauptziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist dabei, klassische Halbleitermaterialien mit maßgeschneiderten Strukturen, zum Beispiel mit organischen Molekülen, zu kombinieren und den Halbleitern damit neuartige Eigenschaften und Funktionalitäten zu verleihen. Die hierbei entwickelten „funktionalisierten“ Halbleiter bergen ein großes Potenzial für zukünftige Anwendungen in Elektronik und Photonik. Um diesen Forschungsschwerpunkt erfolgreich bearbeiten zu können, widmet sich das GRK unter anderem der Schichtherstellung, der chemischen Synthese geeigneter Vorläuferchemikalien ebenso wie der Charakterisierung und der theoretischen Modellierung dieser Prozesse. (Sprecherhochschule: Universität Marburg; Sprecherin: Prof. Kerstin Volz)

Viele Anwendungsprobleme in der Physik, Chemie, Biologie oder den Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften verweisen auf mathematische Modelle mit partiellen Differentialgleichungen (PDEs). Solche Probleme sind häufig durch verschiedene Arten von sogenannten Nichtglattheiten, wie Singularitäten oder Grenzflächen, gekennzeichnet. Die effiziente Lösung der damit verbundenen Gleichungssysteme ist das Ziel des IGK 1754 und erfordert die innovative Nutzbarmachung der PDEs. Die beteiligten Institute in München und Graz (Österreich) stehen für ihre Expertise in der angewandten Mathematik und setzen auf die grenzüberschreitende Kooperation zwischen Mathematikern aus numerischer Analysis, Optimierung und Modellbildung. (Sprecherhochschule: Technische Universität München; Sprecher: Prof. Boris Vexler; Kooperationspartner – vorbehaltlich einer positiven Entscheidung der österreichischen Partnerorganisation: Karl-Franzens-Universität Graz, Technische Universität Graz, Österreich)

Informatiksysteme, welche in einer Umgebung arbeiten und mit dieser interagieren, betrachtet das GRK 1765 „Systemkorrektheit unter widrigen Umständen“. Systemkorrektheit bedeutet, dass die Kooperation zwischen Umgebung und System eine gegebene Spezifikation der gewünschten Verhaltenseigenschaften erfüllt. Das Kolleg untersucht die Frage der Systemkorrektheit mit Blick auf das Verhalten eines Systems und dessen Auswirkungen auf den Systemkontext und die Verifikationsannahmen. Anliegen des Forschungsverbundes ist die Erforschung von Korrektheitsbegriffen mit dem Ziel, die Robustheit des Systemverhaltens zu testen und weiter zu entwickeln. (Sprecherhochschule: Universität Oldenburg; Sprecher: Prof. Ernst-Rüdiger Olderog)

Die Verbindungen zwischen „vertrackten“ Policyproblemen und der Organisationsentwicklung öffentlicher Verwaltungen untersucht das GRK 1744. Vertrackte Probleme zeichnen sich durch ein hohes Maß an Komplexität, Unsicherheit und Mehrdeutigkeit aus. Deshalb sind sie eine grundsätzliche Herausforderung für die Organisation öffentlicher Verwaltungen – auf lokaler nationaler und internationaler Ebene. Um Phänomene des Organisationswandels beschreiben zu können, liegt das Hauptaugenmerk auf der Frage, wie verschiedene Typen öffentlicher Verwaltungen Organisationswissen, -koordination und -strategien entwickeln und in welchen Wechselbeziehungen sie zueinander stehen. (Sprecherhochschule: Universität Potsdam; Sprecher: Prof. Klaus H. Goetz)

Fehlfunktionen von Membranproteinen können zu schweren Erkrankungen des Menschen, wie zum Beispiel Autoimmunerkrankungen, Krebs, Herz-Kreislauf-Störungen und Alzheimer führen. Zudem führen Aktivitätsänderungen dieser Proteine zu dramatischen Veränderungen in Entwicklungs- und Anpassungsprozessen tierischer und pflanzlicher Zellen. Im IGK 1830 „Rolle komplexer Membranproteine bei der zellulären Entwicklung und der Entstehung von Krankheiten“ sollen – in enger Zusammenarbeit mit der University of Alberta (Kanada) – ausgewählte Membranproteine, deren Modifikation und Mutation, Mechanismen der Proteinfaltung sowie ihre Rolle in Entwicklungsprozessen und bei bestimmten Krankheiten untersucht werden. (Sprecherhochschulen: Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Technische Universität Kaiserslautern; Sprecher: Prof. Richard Zimmermann, Prof. Ekkehard Neuhaus; Kooperationspartner: University of Alberta, Kanada)

Sogenannte „Geomedien“ wie Google Earth gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dabei handelt es sich um Medien, die unseren Umgang mit Raum und Ort reorganisieren, und deren Inhalte und Nutzung sich je nach dem konkreten physischen Ort verändern. Beispiele sind auch multimediale Stadtpläne oder Routenplaner, mit deren Hilfe man sich überall auf der Welt orientieren kann. Im Zuge der globalen digitalen Vernetzung und einer Ausbreitung neuer mobiler Endgeräte wird diese Entwicklung immer wichtiger. Im GRK 1769 „Locating Media“ werden die tief greifenden gesellschaftlichen Veränderungen untersucht, die sich aus dem schnellen technischen Fortschritt dieser Kommunikationsmedien und ihrer Nutzung ergeben. Doktorandinnen und Doktoranden aus den sozialwissenschaftlichen, informatischen und kulturwissenschaftlichen Disziplinen werden hier zusammenarbeiten und Ansätze aus der medienwissenschaftlichen Forschung und Theoriebildung weiterentwickeln. (Sprecherhochschule: Universität Siegen; Sprecher: Prof. Erhard Schüttpelz)

Grundwasser ist weltweit die wichtigste Trinkwasserressource. Verfügbare Menge und Qualität werden unter anderem durch Übernutzung, Verschmutzung und Veränderungen der biogeochemischen Verhältnisse beeinträchtigt. Für die nachhaltige Bewirtschaftung von Grundwasserressourcen sind daher Modelle erforderlich, die alle relevanten Prozesse als wechselwirkendes System simulieren. Das IGK 1829 „Integrierte Hydrosystemmodellierung“ bringt hierzu deutsche und kanadische Forscherinnen und Forscher aus den Geowissenschaften, der Physik und der Vegetationsökologie zusammen. Seine Hauptziele liegen darin, die hydrologischen und biogeochemischen Grundlagen zu untersuchen und neue, integrierte Modellwerkzeuge weiterzuentwickeln. So soll ein tieferes Verständnis für die Prozesse entstehen, die die Wasserquantität und -qualität in einem Einzugsgebiet bestimmen oder verändern. (Sprecherhochschule: Universität Tübingen; Sprecher: Prof. Olaf A. Cirpka; Kooperationspartner: University of Waterloo, Kanada)

Weiterführende Informationen

Nähere Informationen zu den einzelnen Graduiertenkollegs erteilen deren Sprecherinnen und Sprecher.

Mehr zum Programm und den geförderten Kollegs auch unter: www.dfg.de/gk

Ansprechpartnerin in der DFG-Geschäftsstelle:
Dr. Annette Schmidtmann, Leiterin der Gruppe Graduiertenkollegs, Graduiertenschulen, Nachwuchsförderung, Tel. +49 228 885-2424, Annette.Schmidtmann@dfg.de

Dr. Rembert Unterstell | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.dfg.de/gk

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