Institute und Experten

Biologische Aerosolpartikel sind in der Atmosphäre omnipräsent, da die Luft eines der Hauptmedien zur Verbreitung von Mikroorganismen und Pollen ist. Die luftgetragenen Partikel beeinflussen Klima und Gesundheit. Zudem führen zahlreiche physikalische und chemische Wechselwirkungen in der Atmosphäre zu veränderten Partikeleigenschaften. Unsere Forschungsschwerpunkte sind biologische Aerosole, ihre Fähigkeit als Eiskerne zu fungieren sowie der Einfluss von Luftschadstoffen auf Proteine und Allergien.

In den letzten Jahren hat eine neuartige Architektur von Experimenten in sogenannten Quantensimulatoren das Forschungsfeld der Quantenphysik jenseits des Gleichgewichts revolutioniert. Die Charakterisierung der dabei beobachteten Phänomene stellt allerdings eine große Herausforderung dar. Die Theorie der dynamischen Quantenphasenübergänge hat sich dabei als ein vielversprechendes Konzept herauskristallisiert, um allgemeine Prinzipien der Dynamik in Quantensystemen formulieren zu können und zu verstehen, wie dies zu universellem Verhalten jenseits des Gleichgewichts führen kann.

Quantenlichtquellen können Quantenfluktuationen so verstärken, dass diese makroskopisch sichtbar werden. Wir erforschen die außergewöhnlichen Konsequenzen dieser äußerst starken Fluktuationen und beobachten dabei Phänomene, die vor allem in Wirtschaft, Geologie und Biologie auftreten und allgemein unter den Namen Potenzgesetze und Paretoprinzip bekannt sind. Aktuell ergründen wir die Ursprünge dieser Analogien – insbesondere zu den sogenannten Monsterwellen – und untersuchen, inwiefern unser System in der Lage ist, diese außergewöhnlichen Phänomene im Allgemeinen zu simulieren. .

Die Pilzkrankheit Esca befällt Weinreben und führt zu einem Absterben der Pflanzen. Ein Befall kann auch Jahre vor den ersten äußeren Anzeichen stattfinden, was eine frühzeitige Behandlung nahezu unmöglich macht. Jährlich entsteht so weltweit ein Schaden von über einer Milliarde Euro. In unserer Forschung haben wir eine auf Nanotechnologie basierende Behandlungsmethode entwickelt, die den Pilz im Inneren der Weinrebe bekämpfen kann.

Die Bewegung von Wassertropfen über Oberflächen ist auch heute ein aktuelles Forschungsgebiet. Kenntnisse über die physikalischen Vorgänge an solchen Fest-Flüssig-Grenzflächen helfen, langlebige, saubere Oberflächen herzustellen. In unserem Arbeitsbereich arbeiten wir daher daran, mit modernen mikroskopischen Methoden das Gleiten von Tropfen genau zu verstehen. Diese Einsichten führen zu neuartigen Konzepten für moderne selbstreinigende Oberflächen.