Erich Krautz-Preis für wegweisende Studien zum Verhältnis von Thermodynamik und Relativitätstheorie

Die Auftaktveranstaltung des Augsburger Physikalischen Kolloquiums im Wintersemester 2009/10 ist am kommenden Montag, dem 19. Oktober, der Verleihung des Professor Erich Krautz-Preises 2008 gewidmet. Die mit 15.000 Euro dotierte Auszeichnung geht an den mittlerweile am Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics der Universität Oxford forschenden Dr. Jörn Dunkel für seine Studien zur relativistischen Brownschen Bewegung, mit denen er am Augsburger Lehrstuhl für Theoretische Physik I (Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Peter Hänggi) promoviert hat. „Thermodynamik und Brownsche Bewegung in der Relativitätstheorie“ ist auch der Titel des Vortrags, den der Preisträger am kommenden Montag beim Physikalischen Kolloquium (Beginn um 17.15 Uhr im HS 1004 des Hörsaalzentrums Physik, Universitätsstraße 1) halten wird.

Die Grundlage für den Preis, den Dunkel erhält, hat der verstorbene Physiker Prof. Dr. Erich Krautz in seinem Testament mit einer zweckspezifischen Zuwendung an die Stiftung der Universität Augsburg geschaffen, deren Erträge sich jährlich auf rund 15.000 Euro belaufen. Dem Stifterwillen entsprechend wird mit diesem Ertrag alljährlich die beste am Institut für Physik der Universität Augsburg vorgelegte Dissertation des vorangegangenen Jahres ausgezeichnet. 2.500 Euro gehen dabei an den Preisträger persönlich, der verbleibende Betrag ist für die Förderung der Forschungen des Preisträgers bzw. der Arbeitsgruppe, in der er promoviert hat, vorgesehen.

Postdoc in Oxford

Der aktuelle (und insgesamt bislang zweite) Krautz-Preisträger Dr. Jörn Dunkel ist anschließend an seine Augsburger Promotion im Oktober 2008 auf eine Postdoc-Stelle an das Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics der Universität Oxford gewechselt. In der Gruppe von Prof. Dr. Julia Yeomans befasst sich dort mit der statistischen und hydrodynamischen Modellierung bakterieller Mikrosysteme im Bereich kleiner Reynolds-Zahlen. Parallel dazu arbeitet er weiterhin mit der Arbeitsgruppe seines Doktorvaters Hänggi an der Universität Augsburg zusammen, um aus seiner Dissertation hervorgegangene Fragestellungen zu relativistischen Diffusionsprozessen und zur relativistischen Thermodynamik weiter zu untersuchen. Eine erste einschlägige Arbeit wurde bereits zur Publikation eingereicht, eine weitere – in Zusammenarbeit mit Stefan Hilbert (Max-Planck-Institut für Astrophysik Garching/Universität Bonn) – steht kurz vor dem Abschluss.

Tiefes Verständnis für komplexe physikalische Zusammenhänge

Für den Krautz-Preis nominiert wurde Jörn Dunkel „nicht nur auf Grund seiner höchst anspruchsvollen und einmalig beeindruckenden Leistung im Rahmen seiner summa cum laude-Promotion mit dem Titel 'Relativistic Brownian Motion and Diffusion Processes' sondern auch auf Grund seines breiten Wissens in vielen anderen aktuellen Gebieten der theoretischen Physik, wegen seiner integeren Persönlichkeit und wegen seines Ausnahmepotentials als zukünftiger Forscher und Hochschullehrer.

Dunkel verfüge über ein sehr tiefes Verständnis für komplexe physikalische Zusammenhänge und zugleich über ein umfangreiches mathematisches Können und Wissen beherrscht, das nötig sei, um diese herausfordernden Fragestellungen zur relativistischen Brownschen Bewegung und relativistischen Thermodynamik mit Erfolg zu bearbeiten. Die von ihm erzielten Ergebnisse seien ohne Zweifel richtungweisend für die Wissenschaftsgemeinde, originell und höchst aktuell.“

Die Forschungsergebnisse, mit denen Dunkel am Augsburger Physik-Institut promoviert hat, sind kürzlich auch von der renommierten Zeitschrift „Nature Physics“ aufgegriffen worden (siehe http://idw-online.de/pages/de/news335659). Was er über sie in seinem Vortrag am kommenden Montag berichten wird, fasst er folgendermaßen zusammen:

„Photographische“ Thermodynamik

„Die konsistente Einbettung thermodynamischer Konzepte in die Einsteinsche Relativitätstheorie wird jedoch seit mehr als 100 Jahren kontrovers diskutiert. Das grundsätzliche Ziel der Thermodynamik besteht darin, ausgedehnte physikalische Systeme mittels weniger globaler Kenngrößen (z.B. Energie, Volumen oder Temperatur) zu beschreiben. Im Rahmen der Relativitätstheorie erweist sich eine derartige Charakterisierung als problematisch. Dort verlieren beispielsweise Aussagen wie „die Energie oder die Länge eines Körpers zum Zeitpunkt“ an Eindeutigkeit, da gemäß der Relativitätstheorie der Zeitbegriff vom Bewegungszustand des Beobachters abhängt. Im ersten Teil des Vortrags werden traditionellen Formulierungen der relativistischen Thermodynamik und ihre Probleme zusammengefasst. Anschließend wird ein alternativer Zugang diskutiert, bei dem thermodynamische Größen „photographisch“ – also auf der Basis von Lichtkegeln – definiert werden. Im Gegensatz zu den traditionellen Formulierungen, die üblicherweise auf dem Begriff der Gleichzeitigkeit aufbauen, lässt sich diese „photographische Thermodynamik“ prinzipiell problemlos auf die Allgemeine Relativitätstheorie erweitern und liefert zudem experimentell zugängliche Vorhersagen. Im letzten Teil des Vortrags sollen noch kurz relativistische Verallgemeinerungen des Brownschen Bewegungskonzepts vorgestellt werden.“

Weitere Veranstaltungen im Augsburger Physikalischen Kolloquium

Nach der Auftaktveranstaltung und der Auszeichnung von Dr. Jörn Dunkel mit dem Professor Erich Krautz-Preis bietet das Augsburger Physikalische Kolloquium auch im Wintersemester 2009/10 wieder fast jeden Montag einen für Interessierte mit fundierten fachlichen Kenntnissen offenen Vortrag (Beginn jeweils 17.15 Uhr) im HS 1004 des Physik-Hörsaalzentrums, Universitätsstraße 1, 86159 Augsburg):

19.10.2009
Dr. Jörn Dunkel (Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford):

Thermodynamik und Brownsche Bewegung in der Relativitätstheorie

26.10.2009
Prof. Dr. Thierry Giamarchi (DPMC, University of Geneva):
Quantum Physics in one dimension
2.11.2009
Prof. Dr. Klaus Mecke (Universität Erlangen-Nürnberg):
Nanofluidik: ein Wechselspiel von molekularen Kräften und thermischen Fluktuationen
9.11.2009
Dr. Sergey Mikhailov (Universität Augsburg):
Plasma oscillations in low-dimensional electron systems
30.11.2009
Prof. Dr. Günther Hasinger (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching):
Black Holes and the Fate of the Universe
7.12.2009
Prof. Dr. Detlef Heitmann (Universität Hamburg):
Optical Resonators, Spinwave Resonators and Hyper Lenses in Semiconductor Microtubes
14.12.2009
PD Dr. Dirk Zahn (Max-Planck-Institut Dresden):
Modellierung und Simulationen von Nukleations- und Selbstorganisationsprozessen sowie struktureller Umwandlungen in Festkörpern
11.1.2010
Dr. Thomas Franke (Universität Augsburg):
Soft matters: Cells, vesicles and droplets in microfluic environment
18.1.2010
Prof. Dr. Sabine Klapp (TU Berlin):
Computersimulationen komplexer Fluide
25.1.2010
Dr. Andreas Schmehl (Universität Augsburg):
Magnetoelektronik mit EuO
1.2.2010
Dr. Michael Eckert (Deutsches Museum München):
Sommerfelds „Atombau und Spektrallinien“: Ein Schrittmacher zur Quantenmechanik
Ansprechpartner zur Krautz-Preisverleihung:
Prof. Dr. Ulrich Eckern
Lehrstuhl für Theoretische Physik I
Vorsitzender des Professor Erich Krautz-Preiskomitees
Telefon 0821/598-3236
ulrich.eckern@physik.uni-augsburg.de
Mehr zu den Forschungen von Dr. Jörn Dunkel:
http://idw-online.de/pages/de/news335659
http://idw-online.de/pages/de/news251924
http://idw-online.de/pages/de/news234028