Inhalt des Dokuments
Summary in English and in German
Nonequilibrium collective
dynamics is ubiquitous in science, nature, and even daily life as the
Mexican wave in a stadium or the rhythmic applause in a concert
demonstrate. The Research Training Group studies collective dynamics
of interacting entities in the microscopic world where they are
subject to noise and where they constantly dissipate energy into their
environment. Electrons under nonequilibrium show complex phase
behavior. Densely packed micrometer-sized particles, which flow with a
solvent through a microchannel, exhibit oscillations and random
avalanche-like events. A cell uses the collective dynamics of
filaments that form the cellular skeleton to crawl on a surface.
These examples belong to systems which the Research Training Group
aims to study in the second funding period. Our research program
continues with its three focused project areas that concentrate on
different classes of material. First, in hard condensed matter, we
address non-linear transport and quantum optics in semiconductor
nanostructures. Second, we investigate structure formation and
response of several soft-matter systems driven into nonequilibrium by
external fields. Third, various aspects of biological cell motility
are studied ranging from internal mechanisms to single cell motion in
a chemical field and to collective dynamics of bacteria.
The
Research Training Group implements an interdisciplinary approach where
we identify common features of the projects in these research areas.
In the second funding period the common features will concern noise
and fluctuations, reservoirs and external fields, as well as networks.
Our projects are mainly theoretical with strong links to experiments.
In addition, two experimental groups participate. Together, they form
a coherent research program related to material science, one of the
key research areas of TU Berlin.
Our qualification program seeks
to educate the Ph.D. students to become independent researchers or
professionals that compete on an international stage at the highest
level either in academia or in industry. Besides regular lecture
courses, the program has a strong international component. It promotes
the presentation and rhetorical skills of our students through active
participation in conferences and seminars and by a lively guest
program. All these measure ideally prepare our students for the
academic or industrial job market.
Kollektive Dynamik
im Nichtgleichgewicht ist allgegenwärtig in Wissenschaft, Natur und
selbst im Alltag, wie die La-Ola-Welle im Stadion oder der rhythmische
Applaus in einem Konzert zeigen. Das Graduiertenkolleg untersucht die
kollektive Dynamik wechselwirkender Einheiten in der mikroskopischen
Welt, wo sie ständigem Rauschen unterliegen und Energie in ihre
Umgebung dissipieren. Elektronen im Nichtgleichgewicht offenbaren
komplexes Phasenverhalten. Mikrometer große Teilchen, die dicht
gepackt in einem Lösungsmittel durch einen Mikrokanal fließen,
zeigen Oszillationen oder lawinenartige Ereignisse. Eine Zelle
verwendet die kollektive Dynamik von Filamenten, die das zelluläre
Skelett bilden, um über eine Oberfläche zu kriechen.
Diese
Beispiele gehören zu Systemen, die das Graduiertenkolleg
beabsichtigt, in der zweiten Finanzierungsperiode zu untersuchen.
Unser Forschungsprogramm verwendet weiterhin seine drei fokussierten
Projektbereiche, die sich auf verschiedene Materialklassen
konzentrieren. Erstens, innerhalb der harten kondensierten Materie
behandeln wir den nichtlinearen Transport und die Quantenoptik in
Halbleiter-Nanostrukturen. Zweitens, erforschen wir Strukturbildung
und Reaktion mehrerer Systeme der weichen Materie, die durch externe
Felder ins Nichtgleichgewicht getrieben werden. Drittens, untersuchen
wir verschiedene Aspekte zellulärer Bewegung ausgehend von internen
Mechanismen über Zellbewegung in einem chemischen Feld bis hin zu
kollektiver Dynamik von Bakterien.
Das Graduiertenkolleg
verfolgt einen interdisziplinäre Zugang, bei dem wir Gemeinsamkeiten
der Projekte in diesen Forschungsgebieten identifizieren. In der
zweiten Förderperiode werden die Gemeinsamkeiten Rauschen und
Fluktuationen, Reservoirs und externe Felder, als auch Netzwerke
betreffen. Unsere Projekte sind hauptsächlich theoretisch mit starkem
Bezug zum Experiment. Auch zwei experimentelle Gruppen nehmen teil.
Zusammen bilden sie ein kohärentes Forschungsprogramm mit Bezügen zu
material science, einem der Forschungsfelder der TU Berlin.
Unser Qualifizierungsprogramm beabsichtigt, die Promovierenden zu
unabhängigen Forschern oder für die freie Wirtschaft so auszubilden,
dass sie international auf dem industriellen und akademischen
Arbeitsmarkt in höchstem Maße konkurrenzfähig sind. Neben
regelmäßigen Vorlesungen hat das Programm eine starke internationale
Komponente. Es fördert die Präsentations- und rhetorischen
Fähigkeiten der Promovierenden, indem sie aktiv an Konferenzen und
Seminaren teilnehmen sowie durch ein reges Gastprogramm. Alle diese
Maßnahmen bereiten unsere Promovierenden in idealer Weise auf den
akademischen Arbeitsmarkt oder die freie Wirtschaft
vor.