Spitzenforschung an der Leibniz Universität Hannover

Für die zweite Wettbewerbsrunde der Exzellenzinitiative erwartet das Bundesministerium für Bildung und Forschung mehr als 300 Antragsskizzen. Auch die Leibniz Universität Hannover wird sich mit jeweils drei Skizzen im Bereich Exzellenzcluster und im Bereich Graduiertenschulen beteiligen. Diese und insbesondere das geplante Zukunftskonzept, das ebenfalls am Freitag, 15. September 2006 eingereicht wird, stellten Prof. Erich Barke, Präsident der Leibniz Universität Hannover und Prof. Klaus Hulek, Vizepräsident für Forschung, anlässlich eines Pressegesprächs vor.

Mit der Exzellenzinitiative für Hochschulen wollen Bund und Länder den Wissenschaftsstandort Deutschland nachhaltig stärken. Bis 2011 werden Projekte in der Exzellenzinitiative mit insgesamt 1,9 Milliarden Euro gefördert. Insgesamt 40 Graduiertenschulen sollen mit jährlich jeweils einer Million Euro die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses fördern. Für Netzwerke wissenschaftlicher Spitzenforschung, so genannte Exzellenzcluster, stehen 195 Millionen Euro pro Jahr zur Verfügung. Universitäten, die mindestens ein wissenschaftliches Exzellenzcluster von internationalem Ruf, eine Graduiertenschule sowie eine schlüssige Gesamtstrategie vorweisen können, können sich auch mit „Zukunftskonzepten zum projektbezogenen Ausbau der universitären Spitzenforschung“ bewerben. Für diese Förderlinie stehen 210 Millionen Euro pro Jahr zur Verfügung.

Zukunftskonzept zum projektbezogenen Ausbau der universitären Spitzenforschung
LEIBNIZ – Leuchttürme der Exzellenz und Innovation: der AufBau neuer Interdisziplinärer Zentren

Es ist Ziel der Leibniz Universität Hannover, eine flexible Struktur zu schaffen, welche interdisziplinäre Forschung auf internationalem Spitzenniveau ermöglicht und fördert. Das entscheidende Werkzeug auf diesem Weg wird die Gründung von orthogonal zu den bestehenden Fakultäten und Fachrichtungen stehenden Leibniz-Schulen sein. Durch eine Matrixstruktur erhält die Universität die Flexibilität, welche erforderlich ist, um die vorhandene Exzellenz zu fördern und zielstrebig weiter auszubauen. Durch die Leibniz-Schulen, welche nicht dem Vetorecht der bestehenden Fakultäten unterliegen, soll eine größere Flexibilität und Interdisziplinarität erreicht werden. Die Leibniz-Schulen erhalten ein eigenes Promotionsrecht. Die Leibniz-Schulen unterliegen einer regelmäßigen Evaluation. Durch professionelles Management sollen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mehr Freiraum für ihre wissenschaftliche Arbeit erhalten. Die vorhandene Exzellenz an der Leibniz Universität Hannover soll durch die Neuberufung von Professuren ausgebaut werden. Die Finanzierung der erforderlichen Maßnahmen erfolgt nach den fünf Jahren Förderung durch die DFG aus den Mitteln des Universitätshaushaltes. Die Nachhaltigkeit dieses Konzeptes, im Anschluss an die Startfinanzierung durch die Exzellenzinitiative, wird durch das schrittweise Überführen von 25 Prozent der Ressourcen in die Leibniz-Schulen gewährleistet. Am Ende dieses Transformationsprozesses steht das Ziel, in den Kerndisziplinen der wissenschaftlichen Exzellenz der Universität weltweit zu den 20 besten Universitäten zu zählen.

Kontakt: Prof. Dr. Klaus Hulek
Vizepräsident für Forschung
klaus.hulek@zuv.uni-hannover.de
Tel.: +49 511.762-5111
Dr. Ulrike Schacht
Referentin für Forschungsfragen
ulrike.schacht@zuv.uni-hannover.de
Tel: +49 511.762-3531
Exzellenzcluster zur Förderung der Spitzenforschung
Progress in Production (Fortschritt der Produktionstechnik)
Die Produktionstechnik ist essenzieller Teil des Profils der Leibniz Universität Hannover. Die Fakultät für Maschinenbau vereint international renommierte Spitzenforscher und ein beeindruckendes Drittmittelvolumen. Diese nachgewiesene Spitzenstellung soll nun in einem Exzellenzcluster noch deutlich ausgebaut werden. Unter der Koordination von Prof. Berend Denkena, Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Produktionstechnischen Zentrums Hannover (PZH) mit den universitätsnahen Einrichtungen Laser Zentrum Hannover e.V.und Institut für Integrierte Produktion Hannover sowie namhaften Kollegen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen und Mathematik interdisziplinär zusammengeschlossen. Das gemeinsam mit bedeutenden Industrieunternehmen verfolgte Ziel ist die hoch effiziente Produktion unter Berücksichtung zukünftiger Herausforderungen. Airbus, MTU Aero Engines oder auch der Werkzeugmaschinenhersteller Gildemeister haben sich besonders für das Konzept des Exzellenzclusters begeistert, weil es nicht nur den Produkten und Märkten von morgen gerecht wird, sondern auch ökologische Aspekte oder die alternde Gesellschaft berücksichtigt. Im Sinne des PZH wird die gesamte Prozesskette von der Bauteilentstehung bis zur Qualitätskontrolle abgedeckt und optimiert. So werden auch die erfolgreichen Erfahrungen aus den gemeinsamen Sonderforschungsbereichen mit eingebracht und die dort erreichten Forschungsergebnisse zusammengeführt. Die verbindende Vision der Exzellenzinitiative ist eine Hochleistungsprozesskette für Hochleistungsbauteile, die kundengerechte Produkte herstellt und gesellschaftsgerechte Arbeitsplätze bietet.
Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
denkena@ifw.uni-hannover.de
Tel: +49 511.762-2553
Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research (QUEST)
Im letzten Jahrhundert hat die Physik bahnbrechende Theorien zur Beschreibung der kleinsten, atomaren und der größten, kosmischen Phänomene hervorgebracht: Die Quantenmechanik beschreibt das Verhalten der kleinsten Bestandteile der Materie und die allgemeine Relativitätstheorie die Dynamik des Universums und die Bewegung ihrer Massen. Bis heute ist es aber noch nicht gelungen, die gequantelte Welt der Quantenphysik mit der kontinuierlichen Relativitätstheorie von Raum, Zeit und Gravitation in einem physikalischen Modell zu vereinen. Viele Physiker vermuten aber, dass solch eine einheitliche Beschreibung viele Fragen klären und neue Phänomene aufdecken könnte. QUEST widmet sich dieser grundsätzlichen Fragestellung. Hierbei können die Forscher auf völlig neue Konzepte zur Präzisionsmessung von Länge, Zeit, Beschleunigung, Rotation etc. zurückgreifen, die in den vergangenen Jahren durch neue Quanten-Technologien und Methoden des Quanten Engineerings geschaffen worden sind. Hierzu zählen zum Beispiel die neuen Atomlaser oder Bose-Einstein-Kondensate, ein von Einstein vorhergesagter und inzwischen experimentell verifizierter makroskopischer Quantenzustand der Materie. Diese, auf den ersten Blick sehr fundamental anmutenden Forschungsprojekte zielen aber auch auf Anwendungsbereiche wie Satellitennavigationssysteme der nächsten Generation (zum Beispiel das europäische Navigationssystem Galileo), neue Erdbeobachtungssatelliten oder erheblich genauere geodätische Referenzsysteme. Quantentechnologien, wie sie hier verwandt und entwickelt werden, bilden daher eine hervorragende Basis für Industriekooperationen und innovative High-Tech-Produkte. Hannover ist in der einzigartigen Lage, dass die notwendigen Kompetenzzentren für eine solche Zusammenarbeit in der Universität selbst und bei ihren engen Kooperationspartnern bereits vorhanden sind. In QUEST haben sich die führenden Institute auf den Gebieten der Forschung mit einzelnen Atomen, Atominterferometern, atomaren Quantensensoren, Lasern und Atomuhren sowie der Astronomie mit Gravitationswellen oder der Erdbeobachtung und Geodäsie zusammengetan. Gerade die intensive Zusammenarbeit so unterschiedlicher Fachgebiete wird entscheidend zur Lösung der wissenschaftlichen Probleme beitragen.

Die Mitglieder des Zentrums sind:

* Albert-Einstein-Institut (AEI),
* Gravitationswellendetektor GEO 600,
* Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig
* Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
* Zentrum für Raumfahrttechnik und Mikrogravitation (ZARM), Bremen
* Institut für Quantenoptik (Leibniz Universität Hannover)
* Institut für Gravitationsphysik (Leibniz Universität Hannover)
* Institut für Theoretische Physik (Leibniz Universität Hannover)
* Institut für Festkörperphysik (Leibniz Universität Hannover)
* Institut für Erdmessung (Leibniz Universität Hannover)
* Institut für Angewandte Mathematik (Leibniz Universität Hannover)
Kontakt: Prof. Wolfgang Ertmer
ertmer@iqo.uni-hannover.de
Tel.: +49 511.762-2231
A Synoptic Approach to Computational Engineering and Virtual Reality
Die Abbildung von physikalischen Prozessen der realen Welt auf ein Computermodell wird als Virtualisierung bezeichnet. Darunter versteht man hier eine dreidimensionale, animierte, visuelle Darstellung des Prozesses in einer virtuellen (computergenerierten) Welt, in die der Ingenieur interaktiv steuernd eingreifen kann. Durch den neuartigen Einsatz von Methoden des Computational Engineering (CE) beinhaltet die virtuelle Darstellung nun eine präzise Berechnung aller involvierten physikalischen Größen. Es ist zu erwarten, dass im 21. Jahrhundert die Virtualisierung (bio)mechanischer und elektrischer Prozesse drastisch an Bedeutung gewinnen wird, weil sie teure, schwierige und gefährliche experimentelle Konstruktionsversuche ersetzen wird. In Anwendungsbereichen wie Maschinenbau, Elektrotechnik oder Medizin wird diese Technologie in der Informationsgesellschaft den wichtigsten und kostbarsten Teil einer modernen Volkswirtschaft darstellen. Um zum Beispiel biomechanische Prozesse zu virtualisieren, werden Methoden aus so unterschiedlichen Bereichen wie Computational Engineering (CE), Virtual Reality, Computergrafik, Medizin und Physik benötigt. Dieser Austausch zwischen den verschiedenen Disziplinen ist typisch für die Virtualisierung. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover konnten zeigen, dass sich Methoden der Computergrafik vorteilhaft in den Bereich CE übertragen lassen und umgekehrt. Diese Erkenntnisse sollen genutzt werden, um durch intensiven Methodentransfer völlig neue Grundlagenfortschritte zu erzielen. Daher werden Ingenieure, Physiker, Informatiker, Mediziner und Mathematiker der Leibniz Universität Hannover interdisziplinär an neuen innovativen Konzepten arbeiten, um etwa die Kompression und Analyse großer Bild- und Simulationsdaten zu verbessern. Zusammen mit niedersächsischen Wissenschaftlern der Medizinischen Hochschule Hannover und der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, der Technischen Universitäten Braunschweig und Clausthal, sowie der Max Planck Gesellschaft werden diese methodischen Grundlagen der Virtualisierung erforscht. Die Wirksamkeit dieser Methode wird an einer breiten Palette von Problemen aus Medizin und Ingenieurwissenschaften gezeigt, wie zum Beispiel an Simulationen der Biomechanik des Mittel- und Innenohrs, der Wirbelsäule mit Bandscheibenschaden oder von komplexen Metall-Umformprozessen. Mit Partnern an der Universität Genf, der Universiät von Kalifornien in Davis, dem Massachussetts Institute of Technology und der Harvard Medical School verfügt der Cluster auch über ein internationales Netzwerk hochrangiger Wissenschaftler.
Kontakt : Prof. Dr. Franz-Erich Wolter
(zurzeit Gastprofessor am MIT )
fwolter@mit.edu
Tel.: +49 511.762-2910

Graduiertenschulen
Reactive Solids – Novel Materials
Schon seit einigen Jahren läuft an der Leibniz Universität Hannover ein exklusives Promotionsprogramm unter dem Titel „Neue Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften“, das vom Land Niedersachsen finanziert wird. Hier wird ein neues Modell des „Doktorwerdens“ erprobt – die Stipendiaten betreiben nicht nur ihre Forschungsarbeit, sondern bilden sich im Sinne eines Promotionsstudiums weiter fort. In diesem Zusammenhang wurden viele Möglichkeiten erprobt, die ein solches Promotionsstudium bietet, und auch Schwierigkeiten oder Hindernisse wurden erkannt. Aufbauend auf diesen Erfahrungen soll jetzt eine Graduiertenschule eingerichtet werden. Ziele der Schule sind ein Höchstmaß an Interdisziplinarität in der promotionsbegleitenden Ausbildung, aber auch die strikte Begrenzung der Promotionszeit auf drei Jahre. Persönliche, vor Ort in den Herkunftsländern der Kandidaten durchgeführte Auswahlverfahren mit hoher Transparenz sollen nicht nur die wissenschaftliche Exzellenz der Doktoranden sichern, sondern auch deren soziale Kompetenz garantieren. Zum Ausbildungsprogramm gehört dann auch nicht nur die reine Wissenschaft, sondern gerade für ausländische Studierende sind auch Vorlesungen, zum Beispiel in europäischer Geschichte, verpflichtend. Die wissenschaftliche Basis der Graduiertenschule „Reactive Solids – Novel Materials“ ist die starke Ausprägung der Festkörper- und Materialwissenschaften an der Leibniz Universität Hannover, die durch das Zentrum für Festkörperchemie und Neue Materialien (ZFM) repräsentiert wird. Thematisch umfasst die Graduiertenschule die gesamte Bandbreite der Festkörper- und Materialwissenschaften (von der Geochemie und der Bodenkunde, von der Metallurgie und den Polymerwissenschaften bis hin zur Festkörperphysik und modernen nanostrukturierten Materialien), fokussiert aber gleichzeitig die Forschung auf den wohl interessantesten Aspekt vieler fester Materialien, nämlich ihre Reaktivität. Forschung in diesem Bereich ist anwendungsträchtig, aktuelle Beispiele aus dem Alltag sind etwa Brennstoffzellen zur Energiegewinnung, Sensoren und Biomaterialien für Implantate.
Kontakt: Prof. Dr. Peter Behrens
peter.behrens@acb.uni-hannover.de
Tel.: +49 511.762-3660/-3696
Light and Gravity
Die Graduiertenschule „Light and Gravity“ an der Leibniz Universität Hannover soll eine neue Qualität in der Ausbildung von Doktoranden erreichen. Sie verfolgt das Ziel, eine neue Generation von Forschern auszubilden, die ein breites interdisziplinäres Wissen auf den schnell wachsenden Gebieten der optischen Technologien und der Gravitation besitzen, inklusive der nötigen Technologien und Anwendungen. Die Graduiertenschule soll die einmalige wissenschaftliche Umgebung in Hannover, hergestellt durch die enge Zusammenarbeit zwischen der Leibniz Universität Hannover mit den Fakultäten für Mathematik und Physik, Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Geodäsie, dem Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, dem Laser Zentrum Hannover e.V., der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und dem Hannover Optical Technology Centre, ausnutzen. Die gesamte Spannweite von Licht und Gravitation in Experiment, Theorie und mathematischen Grundlagen soll Teil der Ausbildung an dieser Graduiertenschule sein. Dazu gehören klassische optische Technologien, lineare und nichtlineare Kontrolltheorie, Interferometrie auf der Erde und im Weltraum, Präzisionsmetrologie, moderne und nichtklassische Interferometrie, Laserquellen, Materiewelleninterferometrie, Quantengravitation und -kosmologie, allgemeine Relativität, Geodäsie, differentielle und algebraische Geometrie, numerische Techniken und Rechenanlagen. Die Schule fügt sich hervorragend in LEIBNIZ ein, die neue Matrixstruktur der interdisziplinären Leibniz-Schulen, wie sie für die Leibniz Universität Hannover vorgesehen ist. Durch die Herausforderung, optische Messungen mit nie zuvor dagewesener Qualität durchzuführen, um Fortschritte in der Gravitationsforschung zu erreichen, werden optische Technologien und Gravitation in Hannover einzigartig zusammengehalten. Hannover genießt auf diesem Gebiet ein Alleinstellungsmerkmal. Zusammengenommen bilden Licht und Gravitation ein junges, aber schnell expandierendes Wissenschafts- und Anwendungsfeld, das eine erhebliche Breite von Wissen erfordert. Die große Nachfrage an Doktorandenstellen in diesen Fachgebieten kann mit den existierenden Strukturen nicht erfüllt werden, obwohl die Ausbildung einer neuen Wissenschaftlergeneration mit guten Kenntnissen in optischen Technologien und Gravitation immer dringender wird. Diese Dringlichkeit spiegelt sich im exponentiellen Wachstum der Gravitation als wissenschaftlichem Forschungsgebiet weltweit und der schnellen Expansion des Optikmarktes in der Welt, der vor einer Explosion bis zu einer Größenordnung von hunderten von Milliarden Euro weltweit in der nächsten Dekade steht.
Kontakt: Prof. Dr. Karsten Danzmann
danzmann@aei.mpg.de
Tel.: +49 511.762-2356
GAPS – Graduate School for Advanced Plant Production Systems
Das biologische System Pflanze reagiert empfindlich auf Veränderungen seiner Umwelt. Ziel nachhaltiger Pflanzenproduktion ist daher, Pflanze und Umwelt so aufeinander abzustimmen, dass die natürlichen Ressourcen wie Licht, Wärme, Wasser etc. optimal genutzt werden. Moderne Methoden der Biotechnologie werden eingesetzt, um die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Stressfaktoren zu verbessern und die Bildung gesundheitsfördernder Inhaltstoffe zu erhöhen. Mit Hilfe neuer Sensoren sollen Stressereignisse in der Pflanze frühzeitig erfasst werden, so dass über intelligente Regelstrategien Klima, Wasser- und Nährstoffzufuhr optimiert werden können. Von den einzelnen Projekten erhoffen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Gartenbauwissenschaften, der Biologie, des Maschinenbaus, der Elektrotechnik, der Informatik, des Bauingenieurwesens, der Lebensmittelchemie und den Wirtschaftswissenschaften neue Erkenntnisse zu den Grenzen der Produktivität von technisch und biotechnologisch optimierten Nutzpflanzensystemen. Gleichzeitig sollen Wege zur nachhaltigen Ressourcennutzung, zum Beispiel über Kreislaufsysteme, erforscht werden. Die einzigartige Forschungskombination Pflanze – Technik, die neu konzipierte „Kreative Orientierungsphase“ als Bindeglied zwischen Master- und Doktorandenstudium, sowie ein Lehrprogramm mit international führenden Experten sollen hochqualifizierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler aus aller Welt zur Promotion nach Hannover bringen und sie zu wissenschaftlichen Spitzenleistungen führen.
Kontakt: Prof. Dr. Hartmut Stützel
stuetzel@gem.uni-hannover.de
Tel.: +49 511.762-2635