Jun.-Prof. Dr. Ana Djurdjevac
(Mathematik)
Freie Universität Berlin, Fachbereich Mathematik und Informatik
„Fortschritte bei numerischen Methoden für fluktuierende Hydrodynamik und hybriden Algorithmen“

Die Dynamik verschiedener Systeme kann oft auf unterschiedlichen Ebenen betrachtet werden: von sehr detaillierten Beschreibungen einer jeden Einheit bis hin zur kontinuumsmechanischen Beschreibung der Dichte eines Systems. Typische Beispiele finden sich in der Molekulardynamik, der Biologie und den Sozialwissenschaften. Die fluktuierende Hydrodynamik ist irgendwo zwischen diesen Bereichen verortet; sie berücksichtigt zufällige Fluktuationen und Rauschen in (flüssigen) Systemen. Sie schließt häufig die Beschreibung der empirischen Dichte des Systems mit ein, die in der mathematischen Terminologie durch sogenannte stochastische partielle Differenzialgleichungen beschrieben wird. Diese Gleichungen können als eine Reduktion des Modells angesehen werden, die sich für die Simulation dieser Systeme eignet. Wir möchten einige der Methoden zur Diskretisierung derartiger Probleme untersuchen. Besonders interessant ist es, hybride Algorithmen zu untersuchen, die die Beschreibungen auf verschiedenen Ebenen kombinieren.

Ana Djurdjevac studierte Mathematik an der Universität Belgrad in Serbien und wurde 2018 an der Freien Universität Berlin promoviert. Anschließend war sie als Postdoc an der Technischen Universität Berlin tätig und forschte im DFG-geförderten Projekt „Scaling Cascades in Complex Systems“. 2022 wurde ihr das Hanna-Neumann-Stipendium des Exzellenzclusters Berlin Mathematics Research Center MATH+ zuerkannt. Seit 2022 ist sie Tenure-Track-Juniorprofessorin für Numerische Analyse und Stochastik an der Freien Universität Berlin.

Dr. André Ferreira Castro
(Biowissenschaften)
Technische Universität München, Professur für Computational Neuroscience
„Synaptische Größenabstimmung im sich entwickelnden Gehirn“

Wie schaffen es die meisten Tiere, überlebenswichtige Aufgaben unmittelbar nach der Geburt auszuführen und innerhalb nur weniger Jahre vollständig zu beherrschen? Diese Frage fasziniert Neurowissenschaftler seit Jahrzehnten. Theoretiker haben nun eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen: Im Laufe der Evolution haben Tiere Entwicklungsmechanismen entwickelt, die einzelne Synapsen – die nanometergroßen Strukturen, die Neuronen in unserem Gehirn miteinander verbinden – effizient abzustimmen. Die Validierung dieser Theorien war aber schwierig angesichts der hohen Auflösung, die erforderlich ist, um neuronale Schaltkreise in diesem Maßstab darzustellen. Mit dem Aufkommen ausgereifter Techniken der Elektronenmikroskopie (EM) ist es nun möglich, neuronale Schaltkreise auf synaptischer Ebene abzubilden, sodass Theorien zum Aufbau von Synapsen und Schaltkreisen überprüft werden können. André Ferreira Castros Forschung zielt darauf ab, die vorherrschenden theoretischen Modelle der synaptischen Größenabstimmung während der Entwicklung anhand von EM-Datensätzen zu testen. Letztendlich wird sein Projekt untersuchen, wie neuronale Schaltkreise Abstimmungsmechanismen einsetzen, um die richtige Synapsengröße und -stärke im sich entwickelnden Gehirn zu erreichen.

Der Neurowissenschaftler André Ferreira Castro hat an verschiedenen Institutionen in Deutschland, Japan und den USA studiert. Als Postdoc forschte er an der Universität Cambridge und im Medical Research Council Laboratory for Molecular Biology (UK) sowie an der Columbia University (USA). Derzeit ist er Projektleiter an der Technischen Universität München, wo er Theorie und experimentelle Daten auf dem Gebiet der Neurowissenschaften zusammenführt.

Jun.-Prof. Dr. Martin Glanzer  
(Wirtschaftswissenschaften)
Universität Mannheim, Fakultät für Betriebswirtschaftslehre
„Nachhaltiges Wassermanagement“

In seinem Projekt beschäftigt sich Martin Glanzer mit der nachhaltigen Nutzung der insbesondere durch den Klimawandel in vielen Fällen knapp gewordenen Ressource Wasser. Basierend auf einer laufenden Arbeit gemeinsam mit Kollegen der University of California in Los Angeles (UCLA) zum nachhaltigen Management der Wasserreservoirs in Kalifornien, soll dieses Projekt zur Entwicklung neuer analytischer Modelle zur optimierten strategischen Steuerung des Verbrauchs von gespeichertem Frischwasser führen.

Martin Glanzer ist seit Februar 2023 Juniorprofessor für Operations Management an der Universität Mannheim Business School. Davor war er als Postdoc an der Universität Zürich und als Doktorand an der Universität Wien beschäftigt. Mehrmonatige Forschungsaufenthalte führten ihn an die University of Chicago Booth School of Business und die UCLA Anderson School of Management. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Entwicklung, Analyse, und algorithmischen Lösung von analytischen, präskriptiven Entscheidungsmodellen („from data to decisions“).

Dr. Matthias Gröschel
(Medizin)
Charité Universitätsmedizin Berlin, Fächerverbund Infektiologie, Pneumologie und Intensivmedizin
„Generative KI im klinischen Alltag“

Große Sprachmodelle wie GPT-4 oder Bard haben im letzten Jahr viel Aufmerksamkeit in der Fachwelt und breiten Öffentlichkeit erhalten, hauptsächlich aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten – unter anderem auch im Gesundheitswesen zur Verbesserung der Krankenversorgung. Ihre vielseitigen Anwendungen erstrecken sich auf Bereiche wie die Verarbeitung und das Verständnis klinischer Dokumentationen und die Formulierung patientenspezifischer Antworten auf Anfragen. Matthias Gröschels Gruppe hat das Ziel, den Wert großer KI-Sprachmodelle in der Patientenversorgung zu testen. Im geförderten Projekt versucht er, im Rahmen einer randomisierten klinischen Studie durch die Fähigkeit dieser Modelle den Anteil leitliniengerechter Therapien bei chronisch Kranken zu erhöhen.

Matthias Gröschel studierte Philosophie und Humanmedizin an den Universitäten Groningen und Oldenburg und forschte im Rahmen seiner Doktorarbeit zur Genomik von Mykobakterien am Institut Pasteur in Paris und am Nationalen Referenzzentrum für Mykobakterien in Borstel. Er war DFG-geförderter Postdoktorand an der Harvard Medical School. Seit 2021 ist Matthias Gröschel in der Weiterbildung zum Facharzt für Innere Medizin am Fächerverbund für Infektiologie, Pneumologie und Intensivmedizin der Charité – Universitätsmedizin Berlin und nimmt am Junior Digital Clinician Scientist Programm des Berlin Institute of Health teil.

Jun.-Prof. Dr. Christina Jörg
(Optik und Photonik)
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachbereich Physik
„3D-photonische Strukturen aus nichtlinearen Organik-Polymer-Mischungen“

In der Photonik dreht sich alles um die Nutzung und Kontrolle von Licht. Mit Strukturen auf der Größenordnung der Lichtwellenlänge lässt sich die Lichtausbreitung manipulieren mit dem Ziel, ein Lichtsignal durch ein anderes zu beeinflussen. Das ist z. B. wichtig, um bei der Datenübertragung über Glasfaser schnell zwischen verschiedenen Routen schalten zu können. Normalerweise fliegen Lichtteilchen aber ohne Wechselwirkung durcheinander hindurch. Um eine Wechselwirkung für Licht zu schaffen, benötigen wir Materialien mit optischer Nichtlinearität, deren Eigenschaften sich ändern, wenn zwei oder mehr Lichtquanten zusammenwirken. Doch viele dieser Materialien sind auf planare Strukturen begrenzt, was ihre Anwendungsmöglichkeiten einschränkt. Christina Jörg versucht daher, 3D-Strukturen aus einem Organik-Polymer-Gemisch herzustellen, indem sie ein nichtlineares Pulver mit Photolack mischt und daraus 3D-Mikrostrukturen druckt. Diese Forschung eröffnet neue Perspektiven für nichtlineare 3D-Metamaterialien, optisches Schalten, photonische neuronale Netzwerke und vieles mehr.

Christina Jörg studierte Physik an der TU Kaiserslautern, wo sie 2019 promovierte. Danach ging sie als Feodor-Lynen-Fellow an die Pennsylvania State University (USA). Seit Oktober 2022 ist sie Juniorprofessorin für Experimentalphysik an der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau.

Dr. Kathrin Nägele
(Archäogenetik)
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie
„Das genetische Vermächtnis der ersten Bewohner der amerikanischen Kontinente“

Die koloniale Invasion der Europäer am Ende des 15. Jahrhunderts führte zu einer Umwälzung der kulturellen, sprachlichen und genetischen Landschaft, besonders auf den amerikanischen Kontinenten. Linguistik und genetische Daten heute lebender Menschen lassen deshalb nur unvollständige Rekonstruktionen ihrer Menschheitsgeschichte zu. Mittels alter DNA (genetischem Material lange verstorbener Menschen) lässt sich die genetische Landschaft vor der Ankunft der Europäer rekonstruieren und verloren gegangene genetische Variabilität wiederentdecken. Mit der Produktion hochqualitativer alter Genome aus vorkolonialer Zeit können wir neue Mutationen ausfindig machen, um ein detaillierteres Bild der Besiedelung der amerikanischen Kontinente zu erhalten.

Kathrin Nägele ist Archäogenetikerin und promovierte am Max-Planck-Institut für Geoanthropologie in Jena über die Erstbesiedelung karibischer und pazifischer Inseln. Als Gewinnerin des Otto-Hahn-Awards leitet sie seit 2023 die unabhängige Arbeitsgruppe „Tropische Archäogenomik“ am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.

Dr. Alexander Patzina
(Soziologie)
Otto-Friedrich-Universität Bamberg, Fakultät Sozial- und Wirtschaftswissenschaften
„Der deutsche Arbeitsmarkt und soziales Vertrauen“

Das Vertrauen in fremde Menschen ist zentral für den Zusammenhalt von Gesellschaften. Da Vertrauen in Interaktionen zwischen Menschen entsteht, erscheinen Arbeitsmärkte als Arenen sozialer Begegnungen bedeutsam. Vor diesem Hintergrund untersucht das Projekt, ob ein Arbeitsplatzverlust zu einem Rückgang des Vertrauens in Fremde führt und ob die substanzielle Erhöhung des Mindestlohns auf 12 Euro die Vertrauensbildung beeinflusst. Das Projekt nutzt Längsschnittdaten sowie quasi-experimentelle Methoden, um kausale Beziehungen zu bestimmen. Insgesamt zielt das Projekt darauf ab, unser Verständnis von den nicht-monetären Konsequenzen von Arbeitslosigkeit sowie Arbeitsmarktpolitik zu verbessern und die Bedeutung von Arbeitsmarktprozessen für den sozialen Zusammenhalt in Deutschland zu beleuchten.

Alexander Patzina studierte Geografie und Wirtschaftswissenschaften (B.A.) sowie Sozialökonomie (M.Sc.) an der Universität Erlangen-Nürnberg, wo er 2019 ebenfalls promovierte. Nach seiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung und einem Forschungsaufenthalt am University College London, ist er seit April 2022 akademischer Rat auf Zeit am Lehrstuhl für Soziologie, insbesondere Soziale Ungleichheit an der Universität Bamberg.

Jun.-Prof. Dr. Alex J. Plajer
(Chemie)
Universität Bayreuth, Makromolekulare Chemie 1
„Kooperative anorganische Katalyse für abbaubare Blockpolymere“

Kunststoffe sind ein zentraler Bestandteil unserer modernen Gesellschaft. Der überwiegende Anteil dieser Materialien besteht jedoch aus schwer abbaubaren Bindungsketten. Folglich hat dies weltweit zu unkontrollierbaren Mengen an Plastikabfall geführt, was leichter abbaubare Alternativen notwendig macht. Es wird zudem nicht nur aus Gründen der Nachhaltigkeit, sondern auch der Wirtschaftlichkeit notwendig sein, dass die Rohstoffe zukünftiger Materialien aus einfach verfügbaren und erneuerbaren Quellen oder kostenlosen Abfallprodukten anderer Industrien gewonnen werden können. Als Antwort auf diese Herausforderungen befasst sich das Projekt mit der Verwendung industrieller Reststoffe wie Kohlenstoffdioxid und elementarem Schwefel als Bausteine, um abbaubare Funktionsmaterialien herzustellen.

Alex J. Plajer ist Juniorprofessor für makromolekulare Chemie an der Universität Bayreuth. Zuvor studierte und promovierte er an der Universitäten Heidelberg und Cambridge (UK), wonach er als Forscher in Oxford (UK) und Berlin tätig war.

Dr. Alina Schmitz
(Soziologie)
Technische Universität Dortmund, Fakultät Sozialwissenschaften
„Bildungsaufstieg aus benachteiligten Familien: Folgen für Lebensverläufe, Familienbeziehungen und das subjektive Wohlbefinden“

Immer mehr Menschen erreichen einen höheren Bildungsabschluss als ihre eigenen Eltern, darunter vor allem Frauen und Personen mit Migrationshintergrund. Entgegen der Erwartung führt der steigende Bildungsstand für Personen aus benachteiligten Milieus jedoch allem Anschein nach nicht zu einem Aufschluss zu privilegierten Milieus im weiteren Lebensverlauf. So erzielen Bildungsaufsteiger und -aufsteigerinnen bei gleicher Qualifikation ein niedrigeres Einkommen als Personen aus akademischem Elternhaus. Hinzu kommen Belastungen durch eine soziale Entwurzelung. So berichten Bildungsaufsteiger und -aufsteigerinnen von einer Entfremdung vom Herkunftsmilieu, Identitätskrisen bis hin zum Auseinanderbrechen von (familiären) Beziehungen. Das Forschungsprojekt untersucht, wie sich Bildungsaufstieg auf zentrale Lebensbereiche und damit einhergehend auf das subjektive Wohlbefinden auswirkt. Indem z. B. Hinweise darauf geben werden, wie Bildungsaufstieg gerechter gestaltet und einer Entfremdung in Familien entgegengewirkt werden kann, sollen die Erkenntnisse einen Beitrag zur Förderung gesellschaftlicher Chancengleichheit leisten.

Alina Schmitz studierte in Köln und promovierte 2020 an der Technischen Universität Dortmund. Seit Juni 2023 ist sie dort als wissenschaftliche Koordinatorin des Promotionskollegs „Neue Herausforderungen in alternden Gesellschaften“ beschäftigt. Sie forscht zu sozialen Ungleichheiten in Gesundheit und Wohlbefinden.

Dr. Veronika Settele
(Geschichtswissenschaften)
Universität Bremen, Institut für Geschichtswissenschaft
„Die Säkularisierung der Sexualität, 1850–1930“

Ihr aktuelles Forschungsprojekt „Die Säkularisierung der Sexualität“ untersucht Sexualverhalten als religiöse Praxis in der römisch-katholischen Kirche, den protestantischen Kirchen und dem Judentum zwischen der Mitte des 19. Jahrhunderts und 1930. Deutschland und Frankreich bilden die geografischen Schwerpunkte der Studie, die jedoch weitere transnationale Bezüge in den Blick nimmt und sich als westeuropäische Area Study begreift. Anhand konkreter Praktiken von Verhütung, Schwangerschaftsabbruch sowie vor-, außer- und ehelicher sexueller Handlungen geht das Projekt dem Wandel der Alltagsbedeutung religiöser Lehren und Autoritäten auf den Grund.

Nach dem Studium der Politikwissenschaft, Soziologie und Geschichte in Innsbruck und Toulouse wurde Veronika Settele 2020 an der Freien Universität Berlin mit einer Arbeit zur Geschichte landwirtschaftlicher Tierhaltung im 20. Jahrhundert promoviert. Daraus entstanden zwei Monografien: „Revolution im Stall: Landwirtschaftliche Tierhaltung in Deutschland 1945–1990“ (Vandenhoeck & Ruprecht, 2020) und „Deutsche Fleischarbeit: Geschichte der Massentierhaltung von den Anfängen bis heute“ (C. H. Beck, 2022). Derzeit ist Veronika Settele wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Bremen.

Jun.-Prof. Dr. Juliana Troch
(Geowissenschaften)
RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Petrologie und Fluidprozesse
„Gewinnung von Lithium aus Granitschmelzen”

Lithium ist ein Schlüsselrohstoff für moderne Technologien, dementsprechend ist die Nachfrage in den letzten Jahren stark gestiegen. Eine wichtige Quelle für Lithium sind sogenannte Pegmatite, extrem grobkörnige Varianten von Granitgestein, die häufig stark angereichert sind mit Elementen wie Lithium sowie seltenen Erden und meist in direkter Nähe von Granitintrusionen vorkommen. Mithilfe mehrerer experimentellen Serien an einer modernisierten Stempelzylinderpresse untersucht dieses Projekt den Einfluss von Lithium auf die Kristallisationstemperaturen von Granitschmelzen. Diese spielen eine wichtige Rolle in der Diskussion, ob Lithium-Pegmatite sich unter magmatischen oder hydrothermalen Bedingungen bilden.

Juliana Troch untersucht die Rolle von Fluiden in magmatischen Systemen und Vulkanen. Sie studierte Geowissenschaften an der Universität zu Kiel und der ETH Zürich, wo sie 2019 promovierte. Nach Postdoc-Aufenthalten an der Brown University und am Smithsonian National Museum of Natural History in den USA ist sie seit 2022 als Juniorprofessorin an der RWTH Aachen tätig.

Phd. Dr. Xiaojue Zhu
(Physik)
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
„Die Nutzung künstlicher Intelligenz zur Entschlüsselung und Vorhersage turbulenter Strömungsumkehrungen“

Forscher sind fasziniert von Strömungsumkehrungen, wie sie sowohl im Weltraum als auch auf der Erde zu beobachten sind. Um diese Geheimnisse zu entschlüsseln, schlagen wir einen innovativen Ansatz vor, der künstliche Intelligenz (KI) mit physikalischen Prinzipien kombiniert. Der Hale-Zyklus der Sonne zeigt beeindruckende Muster, unberechenbare Sonnenzyklen stellen die Vorhersagbarkeit aber infrage. Die magnetischen Polumkehrungen der Erde sind zwar dokumentiert, lassen sich aber aufgrund der komplexen Dynamik nicht eindeutig erklären. Unsere Arbeit befasst sich mit dem vereinfachten Rayleigh-Bénard-System (RB), das Einblicke in Flussumkehrungen gewährt. RB, ein klassisches Modell für verschiedene natürliche Strömungen, bleibt angesichts der begrenzten Parameterbereiche und der hohen Rechenkosten eine Herausforderung. Modelle reduzierter Ordnung wie die orthogonale Eigendekomposition sind zwar hilfreich, haben aber ihre Grenzen. Wir schlagen ein KI-gesteuertes Kurzzeitgedächtnis mit Faltungsoperator vor, das physikalische Prinzipien einbezieht, um Strömungsumkehrungen über verschiedene Parameter vorherzusagen. Dieser interdisziplinäre Ansatz zielt darauf ab, unser Verständnis von Strömungsumkehrungen zu vertiefen und dabei Einblicke in das komplexe Verhalten natürlicher Systeme zu gewinnen.

Xiaojue Zhu promovierte 2018 in Physik an der Universität Twente in den Niederlanden. Anschließend war er als Postdoc an der Harvard University (USA) tätig, bis er Mitte 2021 seine jetzige Position als unabhängiger Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen antrat.