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    Faculty of Physics and Astronomy

    Das Institut für Theoretische Physik und Astrophysik

    Das Institut umfasst die Arbeitsbereiche der Theoretischen Physik und Astrophysik/Astronomie sowie drei unabhängige Arbeitsgruppen. In ihm vertreten derzeit 14 Professoren und Professorinnen und ein weiterer Hochschullehrer ihr Fach in Forschung und Lehre.

    Arbeitsgebiete der Lehrstühle und Arbeitsgruppen des Instituts für Theoretische Physik und Astrophysik

    Lehrstuhl Theoretische Physik I

    Professoren

    R. Thomale, F. Assaad, W. Hanke (Forschungsprofessor), R. Kümmel (im Ruhestand)

    Privatdozenten

    M. Greiter

    Fachgebiete

    Theoretische Festkörperphysik; Theoretische Grundlagenprobleme.

    Forschungsvorhaben

    • Vielteilchentheorie elektronischer Eigenschaften in geordneten und ungeord­neten Festkörpern (im Volumen und an der Oberfläche)
    • Theorie elementarer Anregungen (Elektronen, Phononen, Photonen, usw.) und Vergleich mit z.B. Untersuchungen der experimentellen Lehrstühle (Photoemission, Optik, etc.)
    Systeme mit starken elektronischen Korrelationen
    • Theorie der Hochtemperatur-Supraleitung 
    • Kondo-Physik
    Topologische Aspekte
    • topologische Isolatoren
    • topologische Supraleiter
    Theoretische Methoden
    • Beschreibung von Quanten-Phasenübergängen zwischen konkurrierenden Zuständen (z.B. Supraleitung, Magnetismus, etc.)
    • numerische (z.B. Monte-Carlo-) Verfahren
    • analytische (z.B. Renormierungsgruppen-) Verfahren
    Lehrstuhl Theoretische Physik II

    Professoren

    A. Denner, W. Porod, R. Rückl (Seniorprofessor)

    Außerplanmäßige Professoren

    T. Ohl

    Fachgebiete

    Elementarteilchentheorie, Quantenfeldtheorie, Astroteilchenphysik.

    Forschungsvorhaben

    • Theoretische Untersuchungen zu Präzisionstests und zur Suche nach neuen Teilchen und Wechselwirkungen mit Hilfe von Hochenergiebeschleunigern
    • Entwicklung von störungstheoretischen Methoden und Automatisierung von Rechnungen in Eichtheorien
    • Erstellung von Ereignisgeneratoren für Streuprozesse von Elementarteilchen
    • Phänomenologie der elektroschwachen Eichbosonen, Higgsbosonen und Top-Quarks im Standardmodell der starken und elektroschwachen Wechselwirkung
    • Erweiterungen des Standardmodells, insbesondere Supersymmetrie
    • Quantenfeldtheorie auf gekrümmten und deformierten Raumzeiten
    • theoretische Astroteilchenphysik
    • Neutrinophysik
    Lehrstuhl Theoretische Physik III

    Professoren

    J. Erdmenger, H. Hinrichsen, W. Kinzel

    Außerplanmäßige Professoren

    G. Reents (im Ruhestand)

    Fachgebiete

    Quantenfeldtheorie und Gravitation, Eichtheorie/Gravitationsdualität, Stringtheorie, Statistische Mechanik, Quanteninformation

    Forschungsvorhaben

    An unserem Lehrstuhl stellen wir neue Querverbindungen her zwischen der Quantenfeldtheorie einerseits und der Gravitation andererseits, sogenannten Dualitaeten. Zum einen gewinnen wir dadurch neue Erkenntnisse zur Quantennatur der Gravitation. Zum anderen entwickeln wir mit den Dualitaeten neue Methoden zur Beschreibung stark gekoppelter Systeme. Diese kommen in der Physik häufig vor, sind jedoch mit den etablierten Methoden oft schwer zu beschreiben. Unsere Methoden finden Anwendungen sowohl in der Physik der kondensierten Materie als auch in der Elementarteilchenphysik. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt sind neue Zusammenhänge zwischen Quanteninformation und statistischer Mechanik.

    Lehrstuhl Theoretische Physik IV (Mesoskopische Physik)

    Professoren

    B. Trauzettel, E. Hankiewicz

    Fachgebiete

    Theoretische Festkörperphysik, Theoretische Quantenmechanik, Quantum Many-Body Phenomena in the Solid State, Theorie der Spintronik, Theorie der Supraleitung.

    Forschungsvorhaben

    • Mesoskopische Effekte und Quantenkohärenz in Festkörper-Nanostrukturen
    • Transporteigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen
    • Topologische Isolatoren
    Spintronik
    • Spin-Quantenbits und Spintransport
    • Physik der Quanteninformationsübertragung
    Physik von eindimensionalen Systemen
    • Luttinger-Flüssigkeiten
    • Nano-Elektromechanische Systeme
    Lehrstuhl für Astronomie

    Professoren

    K. Mannheim, M. Kadler

    Außerplanmäßiger Professor

    W. Dröge

    Fachgebiete

    Hochenergie-Astrophysik, Astroteilchenphysik, Theoretische Astrophysik, Heliosphärenphysik.

    Forschungsvorhaben

    Hochenergie-Astrophysik
    • Beobachtungen von Quellen nicht-thermischer Strahlung mit Satelliten- und bodengebundenen Observatorien (z.B. Supernova-Überreste, Pulsare und Pulsarwindnebel, Aktive Galaxienkerne, Radiogalaxien, Galaxienhaufen)
    • Radio-Interferometrie (VLBI, LOFAR, MeerKAT)
    • Aufbau und Betrieb von Teleskopen im Rahmen internationaler Kollaborationen (FACT, MAGIC, CTA, SKA, eASTROGAM)
    Astroteilchenphysik
    • Indirekte Detektion von Dunkelmaterie
    • Suche nach astronomischen Quellen von energiereichen Neutrinos
    • Analyse von Daten des Neutrinoobservatoriums KM3NeT
    Theoretische Astrophysik
    • Nicht-thermische Strahlungsprozesse
    • Teilchenbeschleunigung 
    • Akkretion und Jets
    • Metagalaktisches Strahlungsfeld
    • Schwarze Löcher
    Heliosphärenphysik
    • Ausbreitung und Beschleunigung energiereicher Teilchen
    Arbeitsgruppe Korrelierte Vielteilchensysteme und Elektronische Struktur von Festkörpern

    Professoren

    G. Sangiovanni

    Fachgebiete

    Theoretische Festkörperphysik.

    Forschungsvorhaben

    • Stark korrelierte Elektronensysteme
    • ab initio Methoden, dynamische Molekularfeldtheorie (DMFT)
    • Diagrammatische- und "cluster"-Erweiterungen ("Dynamical Vertex Approximation", "CDMFT" und "DCA")
    • Mehrband-Modelle mit realistischen Wechselwirkungen (z.B. SU(2)-symmetrisch und Coulomb)
    • "Continuous-time" Quantum Monte Carlo Methode
    • Elektron-Phonon Wechselwirkung in stark korrelierten Systemen
    • Hoch-Temperatur-Supraleitung
    • Heterostrukturen von Übergangsmetalloxiden
    • Nanoskopische Systeme
    Arbeitsgruppe Kritische Phänomene in Kondensierter Materie

    Professoren

    R. Oppermann

    Fachgebiete

    Quantenfeldtheorie der Kondensierten Materie.

    Forschungsvorhaben

    • Dezimierungs- und funktionale Renormierungsgruppen sowie exakte Lösungen für ungeordnete Systeme
    • Grassmann-Feldtheorien von Spinmodellen
    • Transport in unkonventionellen Phasen
    • nichtglobale ungeordnete Supraleiter
    • T=0-Theorie für supraleitende-, Coulomb- und metallische Quantengläser
    • Spingläser und Frustration
    • partielle und stochastische Differentialgleichungen (Parisi-, KPZ- und eigene)
    • Raum-Zeit-Analogien in frustrierten Phasen
    • kritische und quantenkritische Punkte
    • Anderson-Mott Lokalisierung
    • Quantentröge und quantenmechanische Modellanalogien frustrierter Phasen
    • Flußgleichungen der Soziophysik (opinion dynamics, Wählerverhalten)
    • Vielteilchentheorie psychosozialer Phänomene
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    Am Hubland
    97074 Würzburg

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