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Die Carl-Zeiss-Stiftung wird ein innovatives mathematisches Forschungsprojekt der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und des Kings’s College London mit 894.000 Euro fördern. Das Projekt mit dem Namen „Coupled renormalised integrals for snow and proteins: do all path integrals lead to Rome?“ (CRISP) wird im März des kommenden Jahres starten und eine Laufzeit von zwei Jahren haben.
Carl-Zeiss-Stiftung fördert innovatives mathematisches Forschungsprojekt der JGU mit rund 900.000 Euro
Die Carl-Zeiss-Stiftung wird ein innovatives mathematisches Forschungsprojekt der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Kings’s College London mit 894.000 Euro fördern. Das gab die Stiftung heute mit einer Pressemitteilung bekannt. Das Projekt mit dem Namen „Coupled renormalised integrals for snow and proteins: do all path integrals lead to Rome?“ (CRISP) wird im März des kommenden Jahres starten und eine Laufzeit von zwei Jahren haben. Von der JGU werden Juniorprof. Dr. Dr. Michael te Vrugt (Institut für Physik) und Prof. Dr. Peter Spichtinger (Institut für Physik der Atmosphäre) beteiligt sein. Projektpartnerin in London ist Dr. Rosalba Garcia-Millan (Department of Mathematics). „In dem Projekt sollen sogenannte Pfadintegrale, eine mathematische Methode, die in der theoretischen Teilchenphysik entwickelt wurde, dazu verwendet werden, komplexe Systeme zu modellieren, bei denen viele kleine Teilchen und große Hintergrundfelder miteinander reagieren. Das können zum Beispiel Tröpfchen bzw. Eiskristalle in Wolken oder Proteine in Gehirnen sein“, sagt te Vrugt. „Die beiden Zustände – etwa Tröpfchen und Wolken – können bereits durch separate Modelle beschrieben werden. Was jedoch fehlt und was wir liefern möchten, ist eine Verknüpfung, um die Wechselwirkungen der separaten Modelle beziehungsweise Zustände zu modellieren.“ Das Projekt wird mit einer sogenannten Wildcard der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert, einem Programm für Projekte, die nach Angaben der Stiftung radikal neu sind und ein hohes Innovationspotenzial besitzen.
Wann bilden sich Eiskristalle in Wolken?
„Wir wollen die Methode der Pfadintegrale weiterentwickeln und in neuen Feldern anwenden, etwa im Bereich der Wolkenphysik“, führt te Vrugt aus. „Denn am Himmel entstehen kleine Tropfen, die größer werden und schließlich Wolken bilden, welche dann wieder zu einzelnen Tröpfchen zerfallen. Interessant wäre ein solches gekoppeltes Modell unter anderem, um beispielsweise die Bildung und Entwicklung von Eiskristallen in Wolken besser zu verstehen.“ Zwar sei bekannt, wie Druck und Temperatur beschaffen sein müssten, damit sich Eiskristalle bilden könnten. Doch auch wenn die passenden Bedingungen herrschten, ließe sich bislang nicht vorhersagen, ob sich tatsächlich Eiskristalle bildeten, und wenn ja, wie diese sich weiter entwickelten.
Wann bilden sich Amyloidfibrillen im Gehirn?
Außerdem könnten Pfadintegrale helfen, die Entstehung von Alzheimer und Parkinson besser zu verstehen – genauer gesagt die Bildung von Amyloidfibrillen, die für diese neurodegenerativen Krankheiten verantwortlich gemacht werden. Bei Amyloidfibrillen handelt es sich um abnormale Ansammlungen von Proteinketten, die zu faserförmigen Strukturen zusammenklumpen und vom Körper nicht mehr aufgelöst werden können. Bei Alzheimer und Parkinson sind sie im Gehirn zu finden. „Beide Prozesse – die Bildung von Schneekristallen wie die von Amyloidfibrillen – sind auf Zufallsereignisse zurückzuführen, die von bestimmten äußeren Bedingungen abhängen“, sagt te Vrugt. Ähnlich wie Eiskristalle bräuchten auch Amyloidfibrillen einen anfänglichen Keim, an dem sich mehr und mehr Proteine ablagern könnten. Somit ließen sich beide Prozesse mit dem gleichen mathematischen Formalismus beschreiben und dadurch besser analysieren.
Über die Carl-Zeiss-Stiftung
Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für wissenschaftliche Durchbrüche zu schaffen. Als Partner exzellenter Wissenschaft unterstützt sie sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fachbereichen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die Carl-Zeiss-Stiftung eine der ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden Stiftungen in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss AG und SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen der beiden Stiftungsunternehmen finanziert.
Juniorprof. Dr. Dr. Michael te Vrugt
Condensed Matter Theory
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
E-Mail: tevrugtm@uni-mainz.de
https://www.komet1.physik.uni-mainz.de/people/michael-te-vrugt/
https://www.carl-zeiss-stiftung.de/uebersicht-projekte/detail/coupled-renormalis... – Die Carl-Zeiss-Stiftung über das Projekt „CRISP“
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students
Mathematics, Medicine, Physics / astronomy
transregional, national
Cooperation agreements, Research projects
German
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