Wiedner Hauptstraße 8-10, A-1040 Wien
Wiedner Hauptstraße 8-10, A-1040 Wien
Telefon: +43 1 58801 13600, 13601
Telex: 131000 TVFAW A
Fax: +43 1 58801 13699
WWW-Homepage: http://tph.tuwien.ac.at/
Jänner 2000 Herausgeber: Rainer Dirl
Durch die Berufung von Jürgen Hafner an die Universität Wien am 1.10.1998 ist seither diese Universitätsprofessorenstelle vakant. Unter den derzeitigen Budgetverhältnissen muß sich das Institut auf eine längere Periode einstellen, in der für die verbleibenden Hochschullehrer daraus weiter erhöhte Lehraufgaben erwachsen. Außerdem wirkte sich der Abgang einer aktiven Gruppe deutlich auf die Gesamtzahl der Publikationen aus, die jedoch immer noch sehr zufriedenstellend erscheint. Auch das Gesamtvolumen der neubewilligten Projekte ist mit über 9 Mill. ATS beachtlich. Die in früheren Tätigkeitsberichten beklagte schwierige Raumsituation besserte sich natürlich seit dem Abgang von Jürgen Hafner, dem allerdings noch bis Juli 1999 das Gastrecht gewährt worden war. Danach konnte durch Verlegung der Handbibliothek in eines der Dozentenzimmer und die Aufteilung des bisherigen Bibliotheksraums in zwei Räume, von denen einer als Arbeitsraum für Dissertanten dient, eine gewisse Entlastung erreicht werden - zumindest bis die Stelle Hafner nachbesetzt wird.
Auch heuer hat der Institutsvorstand im übrigen die erfreuliche Aufgabe, den Mitarbeitern für ihre hervorragende Arbeit im Studienjahr 1998/99 zu danken.
Wien, Jänner 2000 Wolfgang Kummer
Institutsvorstand
| · Personalstellen: |
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| · Budget: |
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| · Forschung: |
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| · Lehre: |
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| · Absolventen: |
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| BURGDÖRFER | Joachim | Dipl.-Phys. Dr. | O.Univ.Prof. |
| KUMMER | Wolfgang | DI. Dr. | O.Univ.Prof. 1 |
| SCHWEDA | Manfred | DI. Dr. | Univ.Prof. |
| DIRL | Rainer | DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| KAHL | Gerhard | Mag. DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| KASPERKOVITZ | Peter | DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| KREUZER | Maximilian | DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| NOWOTNY | Helmut | DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| REBHAN | Anton | DI. Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| SVOZIL | Karl | Dr. Univ.Doz. | Ao.Univ.Prof. |
| GRAU | Dietrich | DI. Dr. | Ass.Prof. |
| KRAEMMER | Ulrike | DI. Dr. | V.Ass. 2 |
| LEMELL | Christoph | DI. Dr. | Univ.Ass. 3 |
| TROST | Johannes | Dipl.-Phys. Dr. | Univ.Ass. 4 |
| unbesetzt | Univ.Prof. 5 |
1 Institutsvorstand
2 halbbeschäftigt
3 seit 1.7.98
4 seit 1.8.98
5 seit 1.10.98
| BALASIN | Herbert | Dr. | FWF P13007-PHY (Kummer) |
| 1.10.1998 - 30.9.2000 | |||
| BANDOS | Igor A. | Dr. | FWF M472-TPH (Kummer) |
| 1.10.1998 - 31.9.1999 | |||
| DEL CIMA | Oswaldo M. | Dr. | FWF P11654-PHY (Schweda) |
| 1.9.1997 - 31.8.1999 | |||
| ERTL | Martin | DI. | FWF P12815-TPH (Kummer) |
| 1.7.1998 - 30.6.2000 | |||
| FEICHTINGER | Ulrike | DI. | CERN-Stipendium (Schweda) |
| 1.11.1996 - 31.10.1998 | |||
| GRUMILLER | Daniel | DI. | FWF P12815-TPH (Kummer) |
| 1.10.1998 - 30.9.2000 | |||
| HACKL | Barbara | DI. | OENB 6584 (Schweda) |
| 1.10.1997 - 30.9.1999 | |||
| KAHLINA | Dragica | Dipl.-Phys. | Schweizer Nationalfonds |
| 83EU-053227 (Kreuzer) | |||
| 1.7.1998 - 30.6.2000 | |||
| KLING | Alexander | DI. | FWF P11582-PHY (Kreuzer) |
| 1.10.1998 - 30.6.1999 | |||
| KLING | Alexander | DI. | OENB 7731 (Kreuzer) |
| 1.7.1999 - 31.10.1999 | |||
| LANDSTEINER | Karl | DI. | FWF P13125-PHY (Schweda) |
| 1.11.1998 - 30.9.1999 | |||
| LANG | Andreas | DI. | FWF P13062-TPH (Kahl) |
| 1.8.1998 - 31.7.2000 | |||
| LEROCH | Sabine | DI. | Fonds 150 Jahre TU Wien (Kahl) |
| 1.5.1999 - 30.6.1999 | |||
| LEROCH | Sabine | DI. | OENB 6241 (Kahl) |
| 1.7.1999 - 31.7.1999 | |||
| LEROCH | Sabine | DI. | FWF P11194-PHY (Kahl) |
| 1.8.1999 - 30.11.1999 | |||
| LIKOS | Christos N. | Dr. | FWF P11194-TPH (Kahl) |
| 28.8.1999 - 19.9.1999 | |||
| LOPEZ | Esperanza | Dr. | FWF M456-TPH (Schweda) |
| MANZANARES | 1.10.1998 - 30.11.1998 | ||
| LOPEZ | Esperanza | Dr. | FWF P13126-TPH (Schweda) |
| MANZANARES | 1.12.1998 - 30.9.1999 | ||
| NIKBAKHT | Mahmoud | DI. | OENB 6632 (Kreuzer) |
| TEHRANI | 1.12.1997 - 30.11.1998 | ||
| PASCHINGER | Elisabeth | DI. | FWF WK W004 (Kahl) |
| 1.4.1999 - 31.3.2002 | |||
| PISAR | Thomas | DI. | FWF P11582-PHY (Kreuzer) |
| 1.11.1998 - 30.6.1999 |
| REINER | Albert | DI. | FWF P13062-TPH (Kahl) |
| 1.8.1998 - 31.7.1999 | |||
| REINER | Albert | DI. | FWF P13062-TPH (Kahl) |
| 1.8.1999 - 1.8.2001 | |||
| SCHWARZ | Axel | DI. | FWF P13502-TPH (Kummer) |
| 1.5.1999 - 30.4.2002 | |||
| SCHWARZ | Dominik | Dr. | APART 520 |
| 1.5.1999 - 30.4.2002 | |||
| SCHÜTZ | Herbert | DI. | OENB 7304 (Kummer) |
| 1.4.1999 - 31.3.2002 | |||
| TKÉSI | Karoly | Dr. | FWF P12470-TPH (Burgdörfer) |
| 29.6.1998 - 31.12.1999 | |||
| TUTSCHKA | Christian | Dr. | FWF P11194-PHY (Kahl) |
| 1.6.1998 - 31.5.1999 | |||
| ZHOU | Jian-Ge | Dr. | FWF M535-TPH (Kreuzer) |
| 29.9.1999 - 28.9.2000 |
| G. | ADAM | (Burgdörfer) | |
| Inst. f. Theoretische Physik, Techn. Univ. Wien | |||
| Wien, (Austria) | |||
| 1.10.1998 - 30.9.1999 | |||
| J.-P. | BLAIZOT | (Rebhan) | |
| Service de Physique Théorique, Centre d'Études de Saclay | |||
| Gif-sur-Yvette, (France) | |||
| 8.6.1999 - 13.6.1999 | |||
| N.N. | BOGOLUBOV jr. | (Seke, Adam) | |
| Steklov Mathematical Institute, Academy of Science of Russia | |||
| Moscow, (Russia) | |||
| 22.8.1999 - 11.9.1999 | |||
| C.S. | CALUDE | (Svozil) | |
| University of Auckland | |||
| Auckland (New Zealand) | |||
| 15.5.1999 - 26.6.1999 | |||
| Z. | FICEK | (Adam, Seke) | |
| Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics | |||
| The Queen's University, Belfast (UK) | |||
| 3.7.1999 - 6.7.1999 | |||
| S. | HOSSENFELDER | (Schwarz) | |
| Inst. f. Theor. Physik, Univ. Frankfurt | |||
| Frankfurt/M (Germany) | |||
| 23.8.1999 - 26.8.1999 | |||
| E. | IANCU | (Rebhan) | |
| Theory Division, CERN | |||
| Genf (Switzerland) | |||
| 17.4.1999 - 22.4.1999 | |||
| J. | IGNATIUS | (Schwarz) | |
| Inst. f. Theor. Physics, Univ. Helsinki | |||
| Helsinki (Finland) | |||
| 25.5.1999 - 28.5.1999 | |||
| H. | ISHIO | (Burgdörfer) | |
| Kyokiu University, Osaka, Japan | |||
| 15.9.1998 - 15.12.1998 | |||
| 4.6.1999 - 28.7.2000 | |||
| S. | JORGE | (Kahl) | |
| Instituto de Quimica Fisica Rocasolano (CSIC) | |||
| Madrid (Spain) | |||
| 1.9.1998 - 21.12.1998 | |||
| M.O. | KATANAEV | (Kummer) | |
| Steklov Mathematical Institute | |||
| Moscow (Russia) | |||
| 3.11.1998 - 3.12.1998 | |||
| 23.2.1999 - 23.3.1999 | |||
| M. | KORNBERG | (Burgdörfer) | |
| Max-Planck-Institut für Quantenoptik | |||
| Garching (Germany) | |||
| 12.9.1999 - 15.9.1999 |
| P. | LANDSHOFF | (Rebhan) | |
| DAMTP, Univerity of Cambridge | |||
| Cambridge (UK) | |||
| 26.11.1998 - 30.11.1998 | |||
| Th. | PATTARD | (Burgdörfer) | |
| University of Tennessee | |||
| Knoxville (USA) | |||
| 1.1.1999 - 30.6.1999 | |||
| C. | REINHOLD | (Burgdörfer) | |
| Oak Ridge National Laboratory, USA | |||
| 15.9.1999 - 25.9.1999 | |||
| D. | SAHAKIAN | (Kreuzer) | |
| Joint Institute of Nuclear Research | |||
| Dubna (Russia) | |||
| 22.2.1999 - 4.3.1999 | |||
| J. | SEKE # | (Burgdörfer) | |
| Inst. f. Theoretische Physik, Techn. Univ. Wien | |||
| Wien, (Austria) | |||
| 1.10.1998 - 30.9.1999 | |||
| H. | SKARKE | (Kreuzer) | |
| Univ. of Texas | |||
| Austin, (USA) | |||
| 26.7.1999 - 30.8.1999 | |||
| A.V. | SOLDATOV | (Seke, Adam) | |
| Steklov Mathematical Institute | |||
| Academy of Science of Russia | |||
| Moscow, (Russia) | |||
| 24.7.1999 - 4.9.1999 | |||
| D.V. | VASSILEVICH | (Kummer) | |
| University St. Petersburg | |||
| St. Petersburg, (Russia) | |||
| 10.11.1998 - 25.11.1998 | |||
| 15.2.1999 - 15.3.1999 | |||
| 20.9.1999 - 20.10.1999 | |||
| G. | VILKOVISKY | (Rebhan) | |
| Lebedev Physical Institute | |||
| Moscow (Russia) | |||
| 19.11.1998 - 30.11.1998 | |||
| Y. | YAMAZAKI | (Burgdörfer) | |
| University of Tokyo and RIKEN | |||
| Tokyo, Saitama (Japan) | |||
| 5.3.1999 - 11.3.1999 | |||
| S. | YOSHIDA | (Burgdörfer) | |
| Max-Planck-Institut für Komplexe System | |||
| Dresden (Germany) | |||
| 22.9.1999 - 27.9.1999 |
# tit.a.o.Univ.Prof
| HOCHFELLNER | Franz | Sekretariat |
| MÖSSMER | Elfriede | Verwaltung |
| HITTMAIR | Otto | Dr. Dr.hc. | O.Univ.Prof. f |
| FLAMM | Dieter | Dr. Ao.Univ.Prof. | Lektor a |
| HAFNER | Jürgen | DI. Dr. O.Univ.Prof. | Lektor b |
| LOCKER | Alfred | Dr. | Ao.Univ.Prof. i.R. |
| MAJEROTTO | Walter | Dr. Univ.Doz. | Lektor #, c |
| MARKYTAN | Manfred | Dr. Univ.Doz. | Lektor c |
| SCHALLER | Peter | Dr. Univ.Doz. | Lektor |
| SEKE | Josip | Dr. Univ.Doz. | Lektor # |
| SIGMAR | Dieter | Dr. Univ.Doz. | Lektor #, d |
| SKARKE | Harald | Dr. Univ.Doz. | Lektor e |
f Emeritus
# tit.a.o.Univ.Prof
a Institut für Theoretische Physik, Universität Wien
b Institut für Materialphysik, Universität Wien
c Institut für Hochenergiephysik der Österr. Akad. d.
Wissenschaften
d Massachusetts Institute of Technology (MIT),
Cambridge, Massachusetts (USA)
e Humboldt Universität Berlin, Berlin (Deutschland)
| Ordentliche Dotation: | (1.10.1998 - 30.09.1999) | 1.124.500.- |
| Außerordentliche Dotation: | (1.10.1998 - 30.09.1999) | 867.100.- |
| Außerordentliche Dotation: (Burgdörfer) | (1.10.1998 - 30.09.1999) | 750.000.- |
| Gesamt: | (1.10.1998 - 30.09.1999) | 2.741.600.- |
Gesamtsumme: 9.029.342.-
Im Mikrokosmos unterhalb der Größ e eines Kernbausteins (Proton, Neutron) und bei Stoß energien ab etwa 1 Milliarde Elektronvolt, wie sie von Groß beschleunigern geliefert werden, werden für die Elementarteilchen die Gesetze der Quantenfeldtheorie wirksam. Die Wechselwirkungen der fundamentalen Materiequanten (Quarks, Leptonen) werden durch Eichbosonen vermittelt: Die Photonen übernehmen diese Rolle für die elektromagnetischen Kräfte, die 1983 entdeckten W- und Z-Bosonen für die sogenannten schwachen Wechselwirkungen, während die Gluonen und Gravitonen für die starken Kernkräfte, bzw. für die Schwerkraft zuständig sind. Eine Vereinigung von schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen in der elektroschwachen Theorie ist bereits geglückt. Die Formulierung eines alle Wechselwirkungen umfassenden Fundamentalgesetzes ist jedoch noch immer nicht gelungen.
Die Beschreibung der fundamentalen Wechselwirkungen erfolgt durch Eichtheorien, d.h. jene Größ en, die für die mathematische Formulierung der Grundgleichungen verwendet werden, können umgeeicht werden, ohne die Vorhersagen für experimentelle Daten zu verändern. Das Grundproblem einer Quantenfeldtheorie von Eichfeldern ist die Notwendigkeit, die Freiheit der Umeichung zunächst in geeigneter Weise (durch eine Eichfixierung) zu eliminieren. Natürlich dürfen physikalisch beobachtbare Größ en nicht von dieser Eichfixierung abhängen. Besitzt eine Eichtheorie noch weitere Symmetrien, die zu Erhaltungsgröß en führen (einfache Beispiele für derartige Erhaltungsgröß en sind die Energie oder die elektrische Ladung), so können diese durch Quanteneffekte gestört werden. Diese Störungen werden als Anomalien bezeichnet. Anomalien in der Eichsymmetrie selbst widersprechen einer konsistenten Feldtheorie, während andere (äuß ere) Anomalien erlaubt sind und zu physikalisch beobachtbaren Effekten führen können.
Landsteiner, López-Manzanares, Ormbsy, Schweda
Unser Wissensstand über nicht-störungstheoretische
Phänomene sowohl in Quantenfeldtheorien als auch in
Stringtheorie wächst auß erordentlich schnell. Von
Stringtheorien abgeleitete Techniken sind äuß erst nutzvoll
im Studium supersymmetrischer Eichtheorien. Ein besonders
erfolgreicher Zugang benützt sogenannte Dirichlet-branes als
Bausteine zur Konstruktion von Eichtheorien. Unter Ausnutzung der
Dualität zwischen Typ IIA Stringtheorie und M-Theorie kann man
nicht-störungstheoretische Information über vierdimensionale
Eichtheorien ableiten. Dabei ist es gelungen zum ersten Mal eine
D-brane Konfiguration für eine chirale N = 1 supersymmetrische
Eichtheorie zu entwickeln. Dies ist deshalb von höchstem
Interesse, weil das in der realen Welt vorkommende
Teilchenspektrum chiral ist. Aspekte der sogenannten
Seiberg-Dualität in N = 1 supersymmetrischen Eichtheorien
wurden mit Hilfe von D-branes untersucht. Dabei konnte auch eine
bisher in der Literatur unverstandene Diskrepanz zwischen dem
D-brane Bild und der Eichtheorie erklärt und überwunden
werden.
Vortrag:
A3
Paper:
25,
27
Projekt: FWF P13125-TPH, FWF P13126-TPH, OENB 6584
Del Cima, Grimstrup, Landsteiner, Pisar, Schweda
Topologische Feldmodelle zeichnen sich durch die Existenz einer
besonderen Art von Supersymmetrie aus. Die Generatoren dieser
Supersymmetrie transformieren nicht als Spinoren unter der
Rotationsgruppe sondern als ein Skalar und ein Vektor. Diese
topologische Supersymmetrie kann durch einen ``Twist'' der
gewöhnlichen, spinoriellen SUSY erzeugt werden, wie z.B. bei
der topologischen Yang-Mills Theorie in vier Dimensionen.
Topologische Feldmodelle vom Schwarz-Typ besitzen diese Symmetrie
a priori nicht. Die eichfixierte Wirkung dieser Theorien hat aber
eine fermionische Vektorsymmetrie, deren anti-Kommutator zusammen
mit der BRS-Symmetrie Translationen erzeugt. Am Beispiel der
dreidimensionalen Chern-Simons Theorie und des zweidimensionalen
BF-Modells konnte gezeigt werden, daß diese Symmetrien zusammen
mit der Anti-BRS Symmetrie die getwistete N = 4 SUSY erzeugen. Es
konnte gezeigt werden, daß es nur im abelschen Fall möglich
ist, den Twist rückgängig zu machen. Weiters konnte die
Existenz einer neuen bislang in der Literatur nicht bekannten,
fermionischen Pseudoskalarsymmetrie im zweidimensionalen
BF-Modell gezeigt werden.
Del Cima, Grimstrup, Landsteiner, Pisar, Schweda
Die Frage nach der Existenz einer getwisteten Supersymmetrie in
topologischen Feldmodellen des Schwarz Typs soll in
beliebigen Raumzeitdimensionen untersucht werden. Topologische
Eichfeldmodelle vom Schwarz-Typ besitzen alle eine
gemeinsame Eigenschaft, denn neben der entsprechenden
Eichsymmetrie im Gewand der BRS-Symmetrie existiert auch noch
die sogenannte topologische Vektorsupersymmetrie, die für die
störungstheoretische Endlichkeit verantwortlich ist. Die
BRS-Symmetrie und die topologische lineare Vektorsupersymmetrie
bilden, gemeinsam mit den Translationen, eine graduierte Algebra
im Sinne von Wess und Zumino. Der momentane Wissensstand zeigt,
daß im 3-dimensionalen Chern-Simons Feldmodell die ``Twistung''
nur für das abel'sche Feldmodell möglich ist. Kürzlich
wurden in der Literatur auch höher dimensionale topologische
Feldmodelle, die eine getwistete Version erlauben, untersucht,
ohne die Frage einer möglichen Existenz einer linearen
Vektorsupersymmetrie zu untersuchen. Dies soll im
gegenständlichen Projekt untersucht werden, um auch für diese
Feldmodelle die störungstheoretische Endlichkeit im Rahmen der
algebraischen Renormierung zu beweisen.
Paper: 12
Projekt: FWF P13125-TPH, FWF P11654-PHY
Del Cima, Grimstrup, Landsteiner, Schweda
In systematischer Weise sollen höher dimensionale BF-Modelle
und Chern-Simons Feldmodelle dimensional reduziert werden, um zu
untersuchen, wie sich die Symmetrieinhalte des ursprünglichen
Feldmodells auf das reduzierte System auswirken. In einem ersten
Schritt wird das vierdimensionale BF-Modell, bei dem erstmals
``Geister für Geister'' benötigt werden, untersucht. Ein
weiterer Aspekt der dimensionalen Reduktion besteht darin,
daß
auch die topologische Vektorsupersymmetrie, die für die
störungstheoretische Endlichkeit verantwortlich ist, in das
reduzierte System einwirkt und so den Symmetrieinhalt der
reduzierten Theorie erhöht.
Paper:
10
Projekt: FWF P13125-TPH, FWF P11654-PHY
Es soll die störungstheoretische Endlichkeit des
supersymmetrischen Yang-Mills-Chern-Simons Feldmodells in
gekrümmten Räumen mit den Methoden der algebraischen
Renormierungsprozedur bewiesen werden. Dazu wird in einem ersten
Schritt eine Komponentenformulierung in der Wess-Zumino Eichung,
die eine Brechung der Supersymmetrie und eine Eliminierung der
Eichfreiheitsgrade bedeutet, verwendet. Mit Hilfe des
Superfeldformalimus sollen die Ergebnisse der
``Komponentenrechnung'' bestätigt werden.
Schwerkraft (Gravitation) wird durch die allgemeine Relativitätstheorie, alle anderen Kräfte werden durch Quantenfeldtheorien beschrieben. Die Formulierung einer einheitlichen Theorie aller fundamentalen Kräfte erfordert ein besseres Verständnis der Gravitationstheorie: Das Auftreten singulärer Lösungen sowie die Schwierigkeiten bei der Formulierung einer Quantentheorie der Gravitation haben es bisher unmöglich gemacht, die Gravitation widerspruchsfrei in den Formalismus der Quantenfeldtheorie einzubauen.
Ertl, Grumiller,
Katanaev 5,
Kummer,
Strobl 6,
Vassilevich 7
Die Betrachtung zweidimensionaler Gravitationstheorien erlaubt es,
konzeptuelle Probleme der Quantengravitation wie etwa das Problem
der Zeit und das Verhalten schwarzer Löcher
anhand mathematisch einfacher Modelle zu diskutieren.
Auch sphärisch symmetrische vierdimensionale Allgemeine
Relativitätstheorie fällt in diesen Rahmen.
Systeme mit dynamischer Torsion, Dilatongravitation,
Rn-Gravitation lassen sich in 1+1 Dimensionen allgemein als
Spezialfälle von ``Poisson-Sigma-Modellen'' (PSM) auffassen,
d.h. in einer sogenannten ``first order''-Formulierung
beschreiben. Damit gelang im Berichtsjahr die Quantisierung der
Gravitation in 1+1 Dimensionen für jene allgemeine
Modellklasse, die auch das Schwarze Loch enthält. Während die
geometrischen Variablen exakt ausintegriert wurden, können die
Quanteneffekte der Materiefelder in einer systematischen
Störungsentwicklung angegeben werden.
Vortrag:
C6,
C5,
C6
Weitere wichtige Resultate waren die erstmalige vollständige
Berechnung der Hawking-Strahlung aus der sphärisch reduzierten
Einsteintheorie sowie die Analyse einer möglichen Rolle des in
zwei Dimensionen gültigen Erhaltungssatzes in allgemeinen
Theorien des klassischen Kollapses zu einem Schwarzen Loch.
Paper:
20,
21,
22,
23,
24,
15,
18
Projekt: FWF P12815-TPH
Aichelburg 8,
Balasin,
Nachbagauer 9
Im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie werden Geometrien
schwarzer Löcher als Vakuumlösungen der Einsteinschen Feldgleichungen
behandelt. Dabei entfernt man die singulären Regionen der Geometrie aus
der Raumzeit. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen jedoch, daß
dies bei Verwendung von distributionellen Methoden nicht nötig ist.
Die singulären Regionen erweisen sich vielmehr als Träger der
Energie-Impulsverteilung, welche die Raumzeitkrümmung erzeugt. Diese
Interpretation ist auch in Bezug auf die Hawkingstrahlung von Bedeutung,
da im Rahmen des üblichen Zugangs ein selbst bei vollständiger
Evaporation des schwarzen Lochs ein scheinbar unmotivierter Riß in
der Raumzeit zurückbleibt. Außerdem getattet die Kenntnis des
Energie-Impuls Tensors die widerspruchsfreie Berechnung der
ultrarelativistischen Limesgeometrien, die für die Beschreibung von
Teilchenstreuung im Bereich der Planck-Energie von Bedeutung sind.
Unter Verwendung distributioneller Techniken gelang es sowohl ADM als auch
Bondi Energie-Impuls für ein ultrarelativistisches sphärisches schwarzes
Loch zu berechnen. Beide sind lichtartiger Natur und Bondi fällt nach dem
``Einschlag'' von Teilchen und begleitender Gravitationswelle im Unendlichen
auf Null ab. Dies stellt ein Gegenbeispiel zu allgemeinen Theoremen, welche
nur einen zeitartigen ADM und Bondi Energie-Impuls zulassen dar und
unterstreicht die physikalische Bedeutung distributioneller Geometrien.
Kummer, Schütz
Eine Formulierung der Einsteinschen Gravitationstheorie mit
ausschließlich ersten Ableitungen der Cartan Variablen scheint
vielversprechende neue Einsichten bezüglich
Hamilton Formalismus und Quantisierung zu liefern.
Projekt: OENB 7304
Seit der Mitte der 80-er Jahre hat sich eine neue Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen entwickelt, die unter dem Namen Stringtheorie bekannt ist. Die markanteste Neuheit in dieser Theorie ist die Annahme, daß die elementaren Teilchen Schwingungsmoden von eindimensional ausgedehnten Objekte, sogenannten Strings, sind. Die Strings überstreichen in ihrer Zeitentwicklung Flächen beliebiger Topologie, genannt Weltflächen, was zum Studium zweidimensionaler Quantenfeldtheorien führt. Konsistenzüberlegungen erzwingen, daß die Dimension des sogenannten Zielraumes, in dem sich die Strings bewegen, 26 (für bosonische Strings) oder 10 (für Superstrings) sein muß. In dieser Dimension entsteht eine vermutlich endliche Theorie, die alle Naturkräfte vereinheitlichen könnte. Um zu unserem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum zu gelangen, müssen die zusätzlichen Dimensionen knapp nach dem Urknall zu einem internen Raum von der Größ enordnung der Planck'schen Länge (10-35 Meter) ``eingerollt'' worden sein. Die Geometrie und Topologie dieser internen Räume bestimmen weitgehend die physikalischen Eigenschaften unserer vierdimensionalen Raum-Zeit.
Kreuzer, Riegler,
Skarke 10
Für die torische Beschreibung von Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten
spielen 4-dimensionale reflexive Polyeder eine
entscheidende Rolle. Bislang konnten diese Polyeder jedoch
nur in zwei Dimensionen klassifiziert werden.
Wir konnten nun mit einem neuen Algorithmus die Klassifikation in 3 Dimensionen
vollständig durchführen und bereits einen Großteil der 4-dimensionalen Lösungen
berechnen. Insbesondere folgt aus unseren Ergebnissen, daß der Modulraum
sämtlicher torischer Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten
und somit der Modulraum sämtlicher durch Kompaktifizierung
auf diesen Mannigfaltigkeiten entstehenden 4-dimensionalen
heterotischen Stringtheorien zusammenhängend ist.
Weiters wurden Faserungsstrukturen studiert, die die Grundlage für
F-Theorie-Kompaktifizierungen und Dualitäten zwischen verschiedenen
Stringtheorien bilden. Während es bisher nur für Hyperflächen systematische
Untersuchungen gibt, haben wir auch begonnen, ein Programmpaket zu entwickeln,
mit dem torische Calabi-Yau Varietäten höherer Kodimension konstruiert
und analysiert werden können.
Kling, Kreuzer,
Brandt 11
Die vollständige Klassifikation von Wirkungen, Anomalien
und Deformationen von Dirichlet Superstrings basiert auf der Konstruktion
der 2-dimensionalen konformen Supergravitation gekoppelt an
supersymmetrische Yang-Mills Felder. Mit Hilfe der verallgemeinerten Konnexionen
und Tensorfelder für dieses Modell wurde die allgemeinste Wirkung aus der
Kohomologie des BRST-Operators bei Geistzahl 2 berechnet. Dies erlaubt die
vollständige Bestimmung der BRST-Transformationen der Antifelder, mit deren
Hilfe die BRST-Kohomologie bei Geistzahl 0 und 1 berechnet wurde, welche in
direktem Zusammenhang mit den Symmetrien und erhaltenen Strömen der
betrachteten Modelle stehen.
Vortrag:
B3
Projekt: ÖNB 7731, FWF P11582-PHY
Kreuzer, Zhou
Eine konsistente Theorie, die Quantenmechanik und Allgemeine Relativität
vereinigt, erfordert neue Konzepte und Ideen. So werden zum Beispiel derzeit
in der String-Theorie das holographische Prinzip und nicht-kommutative
Geometrie eingehend untersucht:
Die AdS/CFT Korrespondenz stellt einen Zusammenhang zwischen
Supergravitation (bzw. geschlossener String-Theorie) im 5-dimensionalen
anti-de Sitter Raum und supersymmetrischer Yang-Mills Theorie am 4-dimensionalen
Rand her. Im Lichte dieser Korrespondenz ist es wichtig, die Formulierung von
Superstrings und supersymmetrischen p-Branes auf diesen gekrümmten Räumen
besser zu verstehen.
Da AdS2×S2 eng mit realistischen 4-dimensionalen schwarzen Löchern
zusammenhängt und supersymmetrische 0-Branes in der M(atrix) Theorie eine
fundamentale Rolle spielen, untersuchten wir die Eigenschaften der Eichfixierung
der k-Symmetrie von 0-Branes auf diesem Hintergrund in
Killing-Eichungen.
Projekt: FWF M535-TPH
Kreuzer, Kahlina
Strings basierend auf einer konformen Feldtheorie mit (0,2) Supersymmetrie
haben phänomenologisch interessante Eichgruppen. Solche
Feldtheorien können entweder mit algebraischen oder mit geometrischen
Methoden konstruiert werden.
Es wurde eine groß e Klasse von (0,2) Modellen herangezogen, für die eine
algebraische und vermutlich
auch eine geometrische Realisierung existiert. Damit können einerseits
Vermutungen über die Eigenschaften der geometrischen Konstruktionen
getestet und andererseits die physikalischen Eigenschaften der Modelle
in einem größ eren Parameterbereich analysiert werden.
Der verwendete Simple Current Mechanismus erlaubt eine Verallgemeinerung von
Gepners Stringkonstruktion und liefert unter anderem die GSO Projektion und
die Twists der verschiedenen Sektoren. Danach kann das masselose Spektrum mit
Hilfe des Poincare Polynoms berechnet werden.
Um die Spektren der gesamte Klasse von 3219 Modellen zu bekommen,
wurde ein Computerprogramm entwickelt, daß diese Berechnungen durchführt.
Projekt: FWF P11582-PHY, SNF 83EU-053227
Nastase 12
,
Rebhan,
Stephanov 12,
van Nieuwenhuizen 12
In supersymmetrischen Theorie tritt die topologische Ladung von
Solitonen in Form einer zentralen Ladung in der Supersymmetriealgebra
auf. Solitonen, die klassisch die sogenannte Bogomolnyi-Schranke
saturieren, tun dies aus darstellungstheoretischen Gründen auch
in der quantisierten Theorie, und erlauben dadurch exakte Aussagen
über das Spektrum von Quantenfeldtheorien, wie von Witten und Olive
in ³ 4 Raumzeitdimensionen gezeigt wurde. In 2 Raumzeitdimensionen
mit minimaler Supersymmetrie fallen diese darstellungstheoretischen Gründe
weg, explizite Rechnungen von Kaul, Rajaraman und anderen
schienen aber ebenfalls eine Saturierung
der Bogomolnyi-Schranke zu zeigen. Eine neuerliche Berechnung
der Quantenkorrekturen zu supersymmetrischen Solitonen, die zusammen
mit H. Nastase, M. Stephanov und P. van Nieuwenhuizen
von der State University of New York at Stony Brook
durchgeführt wurde, zeigte aber, daß die existierenden Untersuchungen
ein nachweislich inkonsistentes Regularisierungsverfahren verwendeten
und daß es in 2 Dimensionen tatsächlich zu Korrekturen zu der Masse
von supersymmetrischen Solitonen kommt, die nicht mit den Korrekturen
zum Erwartungswert der zentralen Ladung übereinstimmen.
Diese Diskrepanz ist ein reiner 1-Schleifen-Effekt und
kann als Anomalie der erweiterten supersymmetrischen Algebra
interpretiert werden.
Paper: 28
Bandos, Kummer,
Akulov 13
,
Zima 13
Die neuesten Ergebnisse zu einer Theorie, die alle bekannten
Wechselwirkungen umfassen soll, legen nahe, neben den sogenannten
Strings auch höherdimensionale Objekte (Membranen und höhere
``Branes'') zu betrachten. Die Methode der harmonischen
Einbettung konnte erfolgreich für die 10-dimensionale D9-Brane
angewendet werden. Weiters gelang eine neue polynomiale Formulierung der
Born-Infeld Wirkung für die Dirichlet-3-Brane.
In diesem Fachgebiet werden jene Arbeitsbereiche der theoretischen Elementarteilchenphysik zusammengefaß t, bei denen weniger die Untersuchung theoretischer Grundfragen als eine eher direkte Relevanz für experimentelle Interpretationen im Vordergrund stehen, oder aber auch Anwendungen des Standardmodells auf die Kosmologie, die zur Erklärung von Beobachtungen führen.
Ein Schwerpunkt des Fachgebietes lag bei der Untersuchung jener kurzlebigen Bindungszustände, die das 1995 entdeckte Topquark eingehen kann. Ein weiterer betraf das Verhalten von Quantenfeldtheorien bei endlichen Temperaturen: Es liegen nun erste Ergebnisse von Experimenten vor, in denen schwere Atomkerne (und nicht nur einzelne Elementarteilchen) bei den höchsten erreichbaren Energien zur Kollision gebracht werden. Für winzigste Bruchteile von Sekunden können so Zustände mit hoher Energiedichte simuliert werden, wie sie im Kosmos kurz nach dem Urknall auftraten. Quarks und die Eichquanten der starken Wechselwirkungen (Gluonen) müssen unter solchen Bedingungen nicht mehr in den üblichen Elementarteilchen (Proton, Neutron usw.) eingeschlossen sein, sondern können nach einem Phasenübergang ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma bilden.
Die Teilchenphysik im frühen Universum kann durch Quantenfeldtheorie bei endlicher Temperatur gut beschrieben werden. So ist das Verständnis des Quark-Gluon Plasmas wichtig für den Quark-Hadron Phasenübergang, bei dem die Nukleonen entstehen. Die Inhomogenität der Nukleosynthese bestimmt die Baryondichte im Universum. Ein anderer Phasenübergang, jener der elektroschwachen Theorie, könnte für den Überschuß von Materie gegenüber Antimaterie im Kosmos verantwortlich sein. Die Entwicklung von Dichteschwankungen (mit Satelliten im kosmischen Mikrowellen-Hintergrund beobachtbar) wird durch Gravitationskräfte zwischen thermischen Teilchen beschrieben.
Kummer, A. Schwarz
Neben Streuproblemen bei hohen Energien, chiraler oder ``heavy quark''
Störungstheorie erlaubt auch die Betrachtung
schwach gekoppelter gebundener (Quarkonium-) Systeme für nichtabelsche
Eichtheorien (Quantenchromodynamik) eine störungstheoretische
Behandlung.
Der hohe Wert für die Masse des Topquarks bedeutet eine Chance,
streng feldtheoretische Methoden (Bethe-Salpeter Gleichung für
schwache Kopplung) in einem Top-Antitop System anwenden zu können,
da der rasche Zerfall keine Zeit für Confinementeffekte läßt.
Andererseits muß man sich aber hier erstmals tiefgehend mit
der Behandlung inhärent instabiler Teilchen im Formalismus der
Quantenfeldtheorie befassen.
Projekt: FWF P13502-TPH
Bödeker 14
,
Drummond 15
,
Horgan 15,
Kraemmer,
Landshoff 15,
Nachtmann 14,
Rebhan
Bei ultrarelativistischen Temperaturen versagen die herkömmlichen
störungstheoretischen Methoden ab einer bestimmten Ordnung
der Störungsreihe und es kommt
zu Infrarotdivergenzen. Diese können teilweise durch Resummation
von kollektiven Phänomenen (Debye-Abschirmung, Plasmonendispersion,
Landau-Dämpfung) beseitigt werden, wobei seit Anfang der 90er-Jahre
ein systematischer Zugang durch die HTL (hard-thermal-loop) Resummation
existiert.
Die solchermaßen resummierte Störungsreihe zeigt allerdings
schlechte Konvergenzeigenschaften und leidet zudem in nichtabelschen
Eichtheorien unter
Infrarotdivergenzen im magnetostatischen Sektor.
In Zusammenarbeit mit Kollegen von der
University of Cambridge wurde ein alternatives Resummationsschema
entwickelt,
das in exakt lösbaren Modellen zur Gänze ausgearbeitet wurde und dessen
nicht-störungstheoretische
Renormierbarkeit nun mit Kollegen von der Universität
Heidelberg in komplizierteren Modellen gezeigt wurde.
In Zusammenarbeit mit J.-P. Blaizot (Saclay) and E. Iancu (CERN)
konnte
eine erweiterte HTL-Resummation von thermodynamischen Potentialen
für die nichtabelsche Quantenchromodynamik entwickelt
und durch erste numerische Auswertungen erfolgreich
an gittereichtheoretischen Resultaten getestet werden.
Ignatius 16,
D. Schwarz,
Schmid 17
,
Widerin 17
Im kosmologischen QCD Phasenübergang wird aus dem Quark-Gluon-Plasma,
das bei Temperaturen über 200 MeV existiert, ein Gas von Hadronen.
Falls der QCD Phasenübergang von erster Ordnung ist, könnten
Inhomogenitäten in der Energiedichte dunkler, kinetisch entkoppelter
Materie verstärkt werden. Dies hätte zur Folge, daß kalte dunkle Materie
auf kleinen Skalen klumpt.
Die Häufigkeiten der primordialen Elemente weichen von den
Vorhersagen der homogenen Nukleosynthese ab, falls die
Dichtefluktuationen im kosmischen Plasma eine wichtige Rolle bei der Nukleation
von Blasen während des Phasenübergangs spielen.
Vortrag: B7
Hofmann18,
D. Schwarz
Das leichteste supersymmetrische Teilchen, in der minimalen Erweiterung des
Standardmodells das Neutralino, ist einer der besten Kandidaten für die
dunkle Materie in unserem Universum. Die Vorhersage der räumlichen Verteilung
von kalter dunkler Materie ist für die Berechnung von Zählraten für
Experimente zur Suche nach kalter dunkler Materie von größter Wichtigkeit.
Aus den schwachen Wechselwirkungen der Neutralinos ergibt sich, daß diese
im frühen Universum bei Temperaturen von etwa 10 MeV vom Rest der Materie
entkoppeln. Dabei werden Inhomogenitäten durch die endliche freie
Weglänge gedämpft. Dies hat zur Folge, daß eine kleinste Skala für
Wolken aus kalter dunkler Materie existiert.
Vortrag: A5
Nichtlineare Dynamik befaßt sich mit der zeitlichen Entwicklung physikalischer Systeme, ihrer Vorhersagbarkeit und Stabilität. Der Anwendungsbereich erstreckt sich vom Mikrokosmos, z.B. Atomen, bis zum Makrokosmos, z.B. unserem Sonnensystem. Seine Langzeitstabilität und die Beobachtung chaotischer Dynamik im Sonnensystem haben maßgeblich zur Entwicklung dieses Forschungsgebiets beigetragen. Nichtlineare Effekte können zu drastischen Änderungen eines Systems bei kleinsten Störungen führen. Die Antwort eines scheinbar einfachen Systems auf die Störung ist deshalb äußerst komplex. Die Komplexität eines Systems ist bestimmt durch seine dynamischen Eigenschaften, nicht nur von seiner Größe. Die Physik komplexer Systeme schließt zahlreiche Arbeitsgebiete ein: Statistische Mechanik und Chaostheorie, Algorithmische Physik, Quantenoptik und Quantenchaos.
In der algorithmischen Physik werden Techniken der Computerwissenschaften, der Algebra und der formalen Logik angewandt. Jede physikalische Gesetzmäß igkeit wird als Algorithmus interpretiert. Ziel der verwendeten Methoden ist die Klärung, ob und mit welchem Rechenaufwand ein physikalisches System berechnet werden kann. ``Rechenaufwand'' wird mit Komplexität gemessen, insbesonders mit der minimalen Länge eines Programmes, sowie mit der minimalen Laufzeit desselben.
Svozil
Die primären nervlichen Erregungsmuster, welche die Ohrnerven
erzeugen, haben eine stochastische fraktale geometrische
Struktur. Es kann gezeigt werden, daß schon kleine
Änderungen der Dimension dieser primären Erregungsmuster
durch geeignete Verarbeitung (Stichwort ``Konvergenz und
Divergenz'' der Nervenbahnen) zu groß en Änderungen in der
Dimension von sekundären Erregungsmustern führen.
Paper:
4
Svozil
Die Quantenlogik stellt eine Algebraisierung der Quantenmechanik
mit verbandstheoretischen Methoden dar. Eines der
wesentlichsten Ergebnisse ist das sogenannte Kochen-Specker
Theorem, welches die Unmöglichkeit von nichtkontextuellen
verborgenen Parametern beweist. Ein weiterer Forschungsbereich
sind Automatenlogiken. Es wird untersucht, inwieweit die
Automaten- oder Partitionslogik mit der Quantenlogik
übereinstimmt.
Buch:
17
Die Untersuchung von Signaturen von regulärer und chaotischer Dynamik in Quantensystemen bei weichem Chaos, d.h. Systeme mit gemischtem Phasenraum, ist das Grundziel dieses Projekts. Fundamentale Anwendungsbeispiele stellen Ein- und Zwei-Elektronen Rydbergatome dar. Klassische, semiklassische und quantenmechanische Methoden werden verwendet, um Indikatoren von Ordnung und Chaos im Spektrum sowie in anderen dynamischen Variablen zu identifizieren.
Burgdörfer,
Reinhold 19,
Frey 20
,
Dunning 20,
Yoshida 21
Der Übergang von Quantendynamik zu klassischer Dynamik läßt
sich im Detail an Rydberg-Atomen studieren. Es ist möglich,
wohldefinierte Zustände mit Quantenzahl bis zu n = 500 durch
Laseranregung zu erzeugen. Für diese Zustände ist die klassische
Orbitalperiode von der Größenordnung 10 ns. Plötzliche
Störung und nichtstationäre Wellenpakete können daher mit
großer Präzision mit konventionellen Pulsgeneratoren erzeugt
werden. In Zusammenarbeit mit der experimentellen Gruppe an der Rice
University haben wir die Dynamik von Wellenpaketen, die durch sog.
``half-cycle pulses'' erzeugt werden, studiert. Es konnte gezeigt werden,
daß die klassische Phasenraumverteilung das quantenmechanische
Wellenpaket für Zeiten gut wiedergibt, die länger sind als die
charakteristische Heisenberg-Zeit des Systems. Eine interessante
Anwendung stellt die Wechselwirkung mit einer periodischen
Sequenz von ``half-cycle pulses'' dar. Experimentell konnte ein
Wellenzug von bis zu 50 solcher Pulse realisiert werden. Für
dieses System konnten in diesem Berichtszeitraum interessante
neue Resultate gefunden werden. Insbesondere zu erwähnen
ist die Beobachtung der dynamischen Lokalisierung. Diese stellt
das dynamische Äquivalent zur Anderson-Lokalisierung in
ungeordneten Systemen dar. Die Unordnung ist durch die chaotische
Dynamik hervorgerufen. Die scheinbar paradoxe Konsequenz ist,
dass das Wellenpaket nicht zerfließt, in diesem Fall
ionisiert, sondern sich lokalisiert. Bemerkenswerterweise finden
wir die Lokalisierunt (``Vernarbung des Wellenpakets'') um die
unstabilen klassischen Fixpunkte. Damit konnte zum ersten Mal ein
direkter Zusammenhang zwischen Vernarbung und
Anderson-Lokalisierung hergestellt werden.
Vortrag:
A3,
B3,
B4,
B9,
B12,
B13,
B14
Paper:
5,
18,
20,
21,
19
Burgdörfer,
Qiu22
Doppelionisation atomarer Systeme mit gleichzeitiger Emission
zweier Elektronen stellt nach wie vor eine Herausforderung für
die Streutheorie dar, da es sich beim Endzustand um ein
hochkorreliertes System weit weg vom elektronischen Grundzustand
handelt. Dieses entzieht sich einer störungstheoretischen
Beschreibung. Diesen Schwierigkeiten liegt die
Nicht-Separabilität des Dreiteilchen Coulombproblems zugrunde,
die auch zu klassischem Chaos führt. Unter bestimmten
Bedingungen läßt sich jedoch eine approximative dynamische
Symmetrie des Coulombproblems identifizieren. Diese erlaubt eine
approximative gruppentheoretische Behandlung der Doppelionisation
in der Nähe der Dreiteilchenschwelle. Für
Zwei-Elektronenzustände nahe der Schwelle können approximative
Eigenzustände auf algebraischem Wege bestimmt werden, die
irreduzible Darstellungen der dynamischen SO(3,1) Symmetriegruppe
entsprechen. Erste Anwendungen zeigen exzellente
Übereinstimmung mit experimentellen Daten für die
Winkelkorrelation ohne jeglichen Anpassungsparameter.
Burgdörfer,
Tang 23,
Qiu 22,
Wang 24
,
Pattard 24
Die Prozesse der Doppelionisation und die der Simultananregung und
Ionisation sind aufgrund der Stetigkeit an der Schwelle eng
miteinander verknüpft. Eine vollständige ab-initio Behandlung des
Doppelionisationsprozesses sollte deshalb auch die simultane
Ionisation und Anregung gleichermaßen beschreiben können. Wir haben
diesen Test für die von uns eingeführte Methode der ``hyperspherical
close coupling'' Methode durchgeführt. Dieser Test erlaubt
Rückschlüße darauf, in welchem Ausmaße hochangeregte
korrellierte Zweielektronenzustände im Rahmen dieser Methode
beschrieben werden. Diese Methode sowie eine ``distorted wave''
Approximation wurden auf den Prozess der Doppelionisation durch
inelastische Compton-Streuung ausgedehnt. Erste numerische
Resultate zeigen gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten
von Synchrotronmessungen in Grenoble und Argonne National
Laboratory.
Trost,
Junker 25
Für eine Reihe von Schrödinger Operatoren mit komplexem
Potential ist das Eigenenergiespektrum dennoch reell und nach
unten beschränkt. Mit Hilfe der Darboux Methode konnte eine
Klasse zum harmonischen Oszillator isospektrale Potentiale
ermittelt werden, die die PT Symmetrie im allgemeinen nicht
erfüllen. Trotzdem ist ihr Spektrum reell und nach unten
beschränkt. Diese Potentiale sind sogenannte
SUSY-Partner-Potentiale zum harmonischen Oszillator Potential.
Mit Hilfe der SUSY Transformation können auch die
Leiteroperatoren der Partner-Hamiltonians ermittelt werden. Es
wurde gezeigt, dass sie zusammen mit dem Hamiltonian eine
quadratische Algebra bilden. Daraus können die zugehörigen
koheränten Zustände berechnet werden.
Paper:
3
Die Methode der nicht-ganzzahligen Maslov Indizes konnte
erweitert werden auf schwach attraktive Zentripetal-Potentiale
wie sie beispielsweise in der zweidimensionalen radialen
Schrödinger Gleichung zur Magnetquantenzahl m = 0 auftreten.
Man wählt den Referenzpunkt im Phasenintegral der WKB
Wellenfunktion dabei nahe am Ursprung. Im Grenzfall, dass man
den Referenzpunkt sehr nahe bei Null wählt (aber nicht gleich
Null) wird die Phasenkorrektur energieunabhängig, wie auch im
Fall des Zentrifugalpotentials. Die Phasenkorrektur ist in
einfacher analytischer Weise abhängig vom Referenzpunkt.
Die WKB Quantisierungsbedingung kann mit Hilfe der
Phasenkorrektur somit angewendet werden, ohne auf die
Langer-Modifikation zurückgreifen zu müssen. Ein Vergleich
zum Beispiel der WKB Eigenenergien in einem zweidimensionalen
Kreisbillard für m = 0 mit den exakten quantenmechanischen
Energien ergibt Fehler, die mehr als eine Größenordnung
kleiner sind, als die entsprechenden Fehler bei
Langer-Modifikation des Potentials. Der numerische
Rechenaufwand bleibt dabei vergleichbar.
Beim strahlenden Einfang von niederenergetischen Elektronen
durch hochgeladenen völlig gestrippten Ionen in Speicherringen
wurden deutlich höhere Rekombinationsraten gemessen, als die
Standardtheorie vorhersagt. In den bisherigen Modellen blieb
die Abhängigkeit der Raten von der Stärke des
Führungsfeldes der Elektronen unbeachtet. Ein einfaches
Modell wurde entwickelt, das auf plausiblen Annahmen über die
Elektronentrajektorien im kombinierten Feld von Coulomb- und
Lorentzkraft beruht. Es ergibt sich eine Erhöhung der
Elektronendichte um das gestrippte Ion, was wiederum zu
Ratenüberhöhungen führt. Die berechneten Überhöhungen
lagen in der Größenordnung der gemessenen Daten.
Gleichzeitig wird das Verhalten der Überhöhung als Funktion
des Magnetfeldes, der globalen Elektronendichte und der
Kernladungszahl der Ionen richtig modelliert.
Vortrag:
B10
Die Quantenoptik beschäftigt sich mit jenen optischen Erscheinungen, die sich im Rahmen der klassischen Physik nicht vollständig erklären lassen. Diese Erscheinungen sind Folgen der Quantenphysik der elektromagnetischen Strahlung und der Atome. Ein Beispiel dafür ist die experimentell bekannte spontane Strahlungsemission bei Atomen. Hierbei gibt ein angeregtes Atom ohne Einfluß eines äuß eren Strahlungsfeldes seine Energie in Form von Strahlung ab und geht in den Grundzustand über. Dagegen liefert die Quantenphysik der Strahlung einen Vakuumzustand des Feldes, bei dem zwar das Strahlungsfeld verschwindet, jedoch nicht das mittlere Schwankungsquadrat dieses Feldes. Diese Schwankungen des Vakuumfeldes verursachen die spontane Emission und sorgen auß erdem für eine Verschiebung der Energieniveaus der Atomzustände, die experimentell nachweisbar ist und Lamb-Shift genannt wird. Die Gleichungen für die Dynamik von wechselwirkenden quantenmechanischen Systemen (Photonenfeld und Atom) sind meistens nicht exakt lösbar. Um Quanteneffekte möglichst exakt nachweisen zu können, versucht man, einfache analytisch lösbare Modelle zu finden, die näherungsweise auch experimentell realisierbar sind. Hoch angeregte Atome (sogenannte Rydberg-Atome) in supraleitenden Kavitäten hoher Güte sind ein gutes Beispiel für die Verwirklichung eines solchen Modells, in welchem die Wechselwirkung von Atomen mit dem elektromagnetischen Strahlungsfeld auf eine Mode dieses Feldes beschränkt werden kann. Dieses exakt lösbare Modell ist seit 1963 als JAYNES-CUMMINGS-Modell bekannt und seit neuerer Zeit der Messung zugänglich. Verallgemeinerungen solcher Modelle werden untersucht.
Hittmair, Adam, Seke,
Bu zek 27, 28,
Drobný 27
,
Derka 28
,
Wiedemann 29
Der Zustand eines Quantensystems kann durch die Messung der Mittelwerte
eines vollständigen Satzes von Observablen eindeutig betimmt
werden. Sind hingegen nur die Mittelwerte eines unvollständigen
Satzes von Observablen (ein solcher Satz wird auch Beobachtungsebene
genannt) bekannt, ist im Allgeinen der Systemzustand nicht eindeutig
bestimmt. Viele unterschiedliche Systemzustände können die
gemessenen Mittlewerte richtig wiedergeben. Um in diesem Fall eine
vorurteilsfreie, bestmögliche und eindeutige
Abschätzung des Systemzustandes zu erhalten, wird das
Entropiemaximum-Prinzip von Jaynes angewandt. Durch Erweiterung
der Beobachtungsebenen erreicht man zuverlässigere Abschätzungen der
Quantenzustände. Im Grenzfall, dass alle System-Observablen
gemessen werden, führt das Entropiemaximum-Prinzip
zu einer vollständigen Rekonstruktion der
Quantenzustände, d.h. die Quantenzustände sind richtig
wiedergegeben. Wir analysierten die Rekonstruktion der Zustände
von Bose-Systemen (einmodige
elektromagnetische Felder) sowie von Spin-Systemen. Wir
präsentierten Ergebnisse der Rekonstruktion von Wigner-Funktionen
für verschiedene nicht klassische Zustände
des Lichtes bei unterschiedlichen Beobachtungsebenen. Außerdem
präsentierten wir Resultate von numerischen Simulationen,
welche illustrieren, wie das Entropiemaximum-Prinzip erfolgreich
für die Rekonstruktion von Quantenzuständen bei
unvollständigen tomographischen Daten angewandt werden
kann. Weiters verglichen wir das Entropiemaximum-Prinzip mit der
quantenmechanischen Bayesschen Folgerung.
Die Bayessche Folgerung konnte auf nicht reine Zustände
(statitische Gemische) ausgedehnt werden. Schließlich
untersuchten wir, wie eine optimale Messung für eine endliche
Anzahl von identisch präparierten Quantensystemen konstruiert
werden muss, damit die Abschätzung des Quantenzustandes mit
bestmöglicher Genauigkeit erfolgt. Wir analysierten zwei interessante
Beispiele: Die Rekonstruktion des Zustandes
eines Spin1/2-Systems
und die Abschätzung von Phasen-Verschiebungen.
Vortrag:
1
Paper:
1
Projekt: OENB 5968
Hittmair, Adam, Seke,
Bogolubov jr 30
,
Soldatov 30
Es konnte gezeigt werden, dass die konventionelle Renormierungsmethode
unvollständig ist. Dies wurde in der Literatur bisher übersehen,
da man die konventionelle Prozedur ausschließlich in der
S-Matrix-Theorie anwandte, wo sie die Konsistenzbedingung des freien
Elektrons erfüllt. Bei der Renormierung der U-Matrix führt die
Anwendung der genannten Methode zur Verletzung der erwähnten
Konsistenzbedingung. Um diese Verletzung zu vermeiden,
wurde eine neue allgemeine Renormierungsmethode entwickelt.
Die Anwendung dieser Methode führt zum ersten Mal zu vollständig
renormierten allgemeinen Formeln (nichtrelativistisch und
relativistisch) für die U-Matrix und die spektrale Linienform
(wobei alle Ordnungen der Atom-Feld Wechselwirkungen berücksichtigt
sind). Expliziete Berechnungen beziehen sich auf den Fall der
nichtexponentiellen spontanen Lyman-a Emission und der
dazugehörigen Lamb-Shift.
Die Aktivitäten im Bereich der Theorie der kondensierten Materie betreffen einerseits die Entwicklung neuer quantenmechanischer, mathematischer und statistisch-mechanischer Methoden zur Berechnung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von geordneten und ungeordneten Materialien: sie dienen zum Studium der Festkörperoberflächen und der Beschreibung von komplexen Prozessen in Materialien und ihre Umsetzung in effiziente Software. Andererseits werden diese Methoden auf Problemstellungen von fundamentalem wie auch technologischem Interesse angewandt; hierzu gehören u.a. folgende Themenbereiche: exakt lösbare Modellsysteme, Beschreibung realistischer Materialien (mit Hilfe von numerischen Methoden und Computersimulationen), Untersuchung dynamischer Wechselwirkungsprozesse zwischen Oberflächen und geladenen Teilchen und Photonen und elektrischer Transporteigenschaften durch sogenannte Quantendots auf der Meso- und Nano-Skala.
Gegenstand der Mathematischen Grundlagen der Theoretischen Festkörperphysik ist die Analyse mathematischer Modelle, die physikalische Phänomene beschreiben. Sie umfaß t daher jenen Teil der Theoretischen Festkörphysik, in dem man mit mathematisch strengen Methoden aus genau definierten Grundannahmen exakte Ergebnisse ableitet. Das Ziel ist dabei nicht nur, möglichst alle Probleme der Theoretischen Festkörphysik mathematisch einwandfrei zu formulieren, sondern auch Verallgemeinerungen systematisch zu erforschen.
Die Gruppentheorie beschäftigt sich mit den algebraischen und analytischen Strukturen von Gruppen und ihren Darstellungen. Dabei werden einerseits Beziehungen zwischen Gruppen bzw. zwischen ihren Elementen untersucht, anderseits den Gruppenelementen Matrizen zugeordnet, die die Struktur der Gruppe wiedergeben. In der Darstellungstheorie geht es auch darum, allgemeine (reduzible) Matrixdarstellungen in solche von besonderer Form umzuformen (direkte Summe von irreduziblen Darstellungen).
Die meisten physikalischen Probleme weisen gewisse räumliche/zeitliche Symmetrien auf, d.h. die Grundgleichungen sind gegen bestimmte Transformationen invariant. Aus diesen Symmetrien lassen sich oft ohne genauere Festlegung des physikalischen Systems weitreichende Schlüsse auf die Gestalt der Lösungen ziehen. Es ist zweckmäß ig diese allgemeinen Aussagen von jenen zu trennen, die für das betrachtete System spezifisch sind.
Dirl,
Davies 31
Unter einer Raumgruppe eines Kristalls versteht man alle räumlichen Transformationen, die den Kristall in sich selbst überführen, unter einer magnetische Raumgruppe alle Transformationen, die eine magnetisch geordnete Struktur invariant lassen. Der Anwendungsbereich der entwickelten Software Pakete umfaßt alle gewöhnlichen und magnetischen Raumgruppen (230 + 230 + 1191 Gruppen).
Die Software Pakete erlauben nicht nur theoretische Untersuchungen
(algebraische Eigenschaften, Gruppen-Untergruppen Beziehungen,
Klassifikation von Wyckoff-Positionen bei Symmetriereduktion,
Identifikation von Untergittern,
Darstellungstheorie, Subduktions- und Clebsch-Gordan Matrizen), sondern
auch praktische Anwendungen (Analyse von Domänstrukturen bei
Phasenübergängen, Konstruktion von symmetrisierten ebenen Wellen,
Berechnung von Auswahlregeln).
Paper:
6
Es wurde nicht nur gezeigt, daß unter bestimmten Voraussetzungen
Berry Phasen von einfachen und zusammengesetzten Banddarstellungen
nicht-linear sein können,
sondern auch das analytische Verhalten von Bloch Funktionen und die
Lokalisierungseigenschaften zugehöriger Wannier Funktionen untersucht,
die aus Gauß, bzw. Oszillator Funktionen zusammengesetzt sind.
Jede mathematische Beschreibung eines realen Systems, das aus einer großen Zahl von Teilchen besteht, ist nur unter vereinfachenden Annahmen über die Art der Teilchen und ihre Wechselwirkungen möglich. Gehen diese Annahmen soweit, daß man nur mehr qualitative Ähnlichkeiten mit Systemen erwarten kann, die man in der Natur vorfindet, spricht man von ''Modellsystemen''. Die ziemlich drastischen Vereinfachungen, die zur Definition solcher Modellsysteme führen, haben den Zweck, die mathematische Herleitung der thermodynamischen Eigenschaften des Systems aus seiner Dynamik genauer und schlüssiger, im günstigsten Fall sogar exakt durchführen zu können.
Kasperkovitz, Renezeder, Tutschka
Bei den im Berichtzeitraum untersuchten Modellsystemen handelt es sich um ein- und zweidimensionale Systeme, bei denen undurchdringliche ('harte') Teilchen durch anziehende Kräfte endlicher Reichweite miteinander wechselwirken. Um die Rechnungen und Simulationen zu vereinfachen, wurde diese Anziehung durch Kastenpotentiale beschrieben; es gibt jedoch Günde anzunehmen, daß eine realistischere Form der Paarwechselwirkung nichts am qualitativen Verhalten des Systems ändert. Bei den zweidimensionalen Systemen wurde weiters angenommen, daß die Teilchen von quadratischer Form sind und nur translatorische Bewegungenen ausführen können; wie sich diese ''unrealistischen'' Annahmen auf das thermodynamische Verhalten auswirken, ist eine noch offene Frage.
Für das eindimensionale System sind seit langem verschiedene thermodynamische Potentiale und die daraus folgenden Zustandsgleichungen (Energie und Volumen als Funktion von Temperatur und Druck) bekannt. Es konnte gezeigt werden, daß sich diese Beziehungen exakt reproduziern lassen, wenn man folgendes annimmt: (1) Das System besteht aus zwei Teilsystemen: einem Gas nicht wechselwirkender Teilchen und einer langen Kette von Teilchen, die durch die anziehenden Kräfte aneinander gebunden sind (''Kondensat''). (2) Temperatur und Druck haben in beiden Teilsystemen dieselben Werte. (3) Die beiden chemischen Potentiale sind nicht gleich, sondern unterscheiden sich durch einen Term, der vom Mengenverhältnis Gas:Kondensat abhängt. Diese Darstellung des Gesamtsystems (das - in Übereinstimmung mit allemeinen Aussagen - keinen wirklichen Phasenübergang aufweist) als ein System, das aus zwei miteinander wechselwirkenden thermodynamischen Systmen besteht, ergibt sich aus einer speziellen Berechnug der Zustandssummen, bei der von modernen Konzepten der Wahrscheinlichkeitstheorie (Large Deviations Techniques) Gebrauch gemacht wurde.
Um festzustellen, in welchem Ausmaß das obige ''2-Phasen-Bild'' auch für höherdimensionale Systeme verallgemeinert werden kann, wurde für das System harter Quadrate mit Anziehung endlicher Reichweite ein Programm für Molukulardynamik-Simulationen erstellt; dieses Programm beinhaltet auch eine grafische Darstellung der Teilchenbewegungen. Ebenso wurde damit begonnen, die Zustandssummmen dieses Systems für kleine Teilchenzahlen exakt zu berechnen. Die mathematischen Probleme, die bei dieser Rechnung auftreten, gehören zur Kombinatorik, Grafentheorie und vieldimensionalen Geometrie.
Ziel diese Abschnittes ist die Untersuchung der thermodynamischen und strukturellen Eigenschaften klassischer Flüssigkeiten und ihrer Mischungen. Die dabei von uns verwendeten oder entwickelten Verfahren lassen sich grob in drei Gruppen einteilen: klassische Simulationsmethoden (Monte-Carlo- oder Molekulardynamik-Simulationen), Integralgleichungsverfahren und thermodynamische Störungstheorien. Obwohl die Verfahren dieser drei Klassen vom physikalischen Standpunkt aus gesehen auf verschiedenen Grundlagen basieren, liefern die verschiedenen Methoden - dank sehr verfeinerter Konzepte und verläßlicher numerischer Algorithmen - Ergebnisse, die innerhalb der numersichen Genauigkeit übereinstimmen. Auch der Vergleich mit experimentellen Streudaten von realistischen Systemen (wie etwa flüssigen Metallen oder Edelgasen) zeigt im allgemeinen eine sehr befriedigende Übereinstimmung.
Lang, Kahl,
Likos 34,
Jorge 35
,
Lomba 35
Das in den letzten Jahren entwickelte Programmpaket zur numerischen
Lösung der 'optimized random phase approximation' (ORPA - einer
thermodynamischen Störungstheorie) für ein Mehrkomponentensystem
mit - im Prinzip - beliebig vielen Komponenten wurde im
Berichtzeitraum abgeschlossen. Ebenso konnte eine Studie der
strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften von 'square-well'
und 'square-shoulder' Systemen beendet werden: neben der ORPA wurden
diese Systeme mit Hilfe von Computersimulationen und
Integralgleichungsverfahren (im besonderen mit der Rogers-Young
Methode) untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine sehr gute
Übereinstimmung und darüber hinaus einen bemerkenswert hohen Grad
an thermodynamischer Selbstkonsistenz. Es wurde auch an der
Entwicklung numerischer Algorithmen zur Bestimmung von
Dreiteilchenkorrelationsfunktionen in binären flüssigen Mischungen
weitergearbeitet: durch Verwendung eines neuen numerischen Verfahrens
zur Lösung nicht linearer Integralgleichungen konnte eine wesentliche
Verbesserung in der numerischen Genauigkeit und in der Effizienz der
Programme erzielt werden.
Vortrag:
B12,
B10
Paper:
5,
4
Projekte: FWF 11194-TPH, FWF 13062-TPH, OENB 6241,
Wiener Handelskammer
Leroch, Kahl,
Lado 36
Im Gegensatz zu atomaren Flüssigkeiten sind die Teilchen einer
kolloidalen Lösung polydispers in ihrer Größe und somit auch in
ihrer Wechselwirkung. Um die Standardmethoden der
Flüssigkeitstheorie vom Ein- bzw. Mehrkomponentenfall auf
polydisperse Mischungen anwenden zu können wurden die bestehenden
Algorithmen verallgemeinert: in dem von uns verwendeten Ansatz
werden die polydispersen Flüssigkeiten als Mischungen von unendlich
vielen Flüssigkeiten betrachtet, deren Konzentrationen durch eine
stetige Verteilungsfunktion gegeben sind. Die Strukturfunktionen
(Korrelationsfunktionen) werden in die zur Verteilungsfunktion
assoziierten Polynome entwickelt, die polydisperse Mischung wird
somit auf ein System mit endlich vielen Komponenten
abgebildet. Derzeit wird der Einfluß der Polydispersität in der
Teilchengröße und in der Wechselwirkung auf die
thermodynamischen und strukturellen Eigenschaften untersucht. Erste
Rechnungen zur Bestimmung des Phasengleichgewichtes zwischen zwei
konkurrierenden Phasen wurden durchgeführt.
Vortrag:
A6,
B14
Paper:
12
Projekte: FWF 11194-TPH, OENB 6241, Wiener Handelskammer
Paschinger 37,
Kahl
Einfache Flüssigkeiten, die sich in einer porösen Matrix befinden,
können als eine spezielle binäre Mischung angesehen werden, bei
der die Matrixteilchen an ihren Orten fixiert werden und sich die
Flüssigkeitsteilchen in dem somit verbleibenden Raum bewegen
können. Derartige Systeme zeigen bereits bei geringer Porosität
(d.h. geringer Packungsdichte der Matrix) im Vergleich zu den reinen
Flüssigkeiten ein deutlich verschiedenes Phasenverhalten. Basierend
auf dem mathematischen 'replica'-Trick wurden im Rahmen dieses
Teilprojektes jener Formalismus hergeleitet, der die Beschreibung einer
binären Flüssigkeit in einer porösen Matrix ermöglicht. Es
wurden entsprechende Computerprogramme entwickelt, mit deren Hilfe man die
strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften derartiger Systeme
berechnen kann. Die im Vorjahr begonnene Studie an Modellsystemen
wurde an Hartkugel-Yukawa Mischungen fortgesetzt, wobei wir uns vorerst -
aufgrund der reduzierten Zahl von Parametern - auf s.g. symmetrische
Mischungen beschränkt haben: hier gilt für die drei
Wechselwirkungspotentiale der Flüssigkeitsteilchen F11(r) = F22(r) ¹ F12(r).
Vortrag:
B17
Projekt: FWF W004
Lang,
Likos 38
In den letzten Jahren hat man gefunden, daß zahlreiche Materialien (wie
etwa Mischungen spezieller Kolloide) durch s.g. ultraweiche Potentiale sehr
gut beschrieben werden können. Charakteristisch für diese Klasse von
Wechselwirkungen ist, daß sich die Teilchen - im Gegensatz zu atomaren
Flüssigkeiten - in einem hohen Maß durchdringen können. Die
einfachsten Modellsysteme sind durchdringbare Kugeln und Systeme, deren
Wechselwirkung durch ein Gauß-Potential beschrieben werden. Ziel dieses
Projektes sind Untersuchungen, in wie weit die aus der Flüssigkeitstheorie
bekannten Methoden (wie Integralgleichungen oder Simulationsmethoden) auf
derartige Systeme angewandt werden können. Es werden strukturelle und
thermodynamische Eigenschaften und Phasendiagramme berechnet.
Vortrag:
B20
Projekte: FWF 11194-TPH, FWF 13062-TPH, OENB 6241
Reiner, Kahl,
Stell 39,
Pini 40
Herkömmliche Verfahren in der Flüssigkeitstheorie (wie
Integralgeichungsverfahren oder thermodynamische Störungstheorien)
sind nicht in der Lage das Verhalten von Flüssigkeiten in der Nähe
der Phasentrennungskurve und in der Nähe des kritischen Punktes
genau zu beschreiben; der Grund dafür liegt in der Tatsache, daß
diese Methoden die langreichweitigen Fluktuationen, die für die
Phasenübergänge charakteristisch sind nicht zu beschreiben
vermögen. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Methode
aufgegriffen, deren Konzept in den letzten Jahren entwickelt wurde und
die diese Effekte explizit berücksichtigt, die s.g. 'hierarchical
reference theory'. Der bisher entwickelte Programmcode läuft für
den superkritischen Bereich problemlos und liefert hier
verläßliche Struktur- und Thermodynamikdaten. Allerdings ergeben
sich am kritischen Punkt und
im subkritischen Bereich (speziell bei Annäherung an die
Phasentrennlinie) schwerwiegende numerische Probleme, an deren Analyse
derzeit gearbeitet wird.
Vortrag:
B18
Projekte: P13062-TPH, OENB 6241
Das Phasendiagramm einfacher Systeme (atomare Flüssigkeiten, Kolloide, Polymere, etc.) kann - je nach Wechselwirkungstyp - sehr komplexe Formen annehmen: so werden neben dem wohlbekannten van der Waals-ähnlichen Phasenverhalten auch Phasendiagramme beobachtet, bei denen ein direkter Übergang von der gasförmigen in die feste Phase oder isostrukturelle fest-fest Phasenübergänge beobachtet werden. Die Vielfalt derartiger Phasendiagramme ist natürlich im Fall binärer Flüssigkeiten noch viel reicher. Ziel dieses Teilkapitels ist es, - basierend auf Methoden der Flüssigkeitstheorie - das Phasenverhalten derartiger Systeme vorherzusagen und mit entsprechenden experimentell beobachteten Systemen zu vergleichen.
Lang, Leroch, Kahl,
Likos 41
,
Löwen 41,
Watzlawek 41,
Stell 42
Mit Hilfe flüssigkeitstheoretischer Methoden lassen sich die
Übergänge von der flüssigen in die gasförmige Phase mit Hilfe
der bekannten Gleichgewichtsbedingungen einfach berechnen. Zur
Beschreibung des festen Zustandes greift man im allgemeinen auf die
klassische Dichtefunktionaltheorie zurück und betrachtet den
Festkörper als eine hochgeordnete flüssige Phase. Zur
(näherungsweisen) Konstruktion der benötigten
Dichtefunktionale werden derzeit
die in der Literatur üblicherweise verwendeten Modelle (WDA,
'modified' WDA, etc.) verwendet. Für 'square-well' und
'square-shoulder' Systeme (mit teilweise extrem kurzreichweitiger
Potentialbreite) wurde im Berichtzeitraum
vor allem der isostrukturelle fest-fest
Übergang studiert, der in Computersimulationen vorhergesagt wurde;
diese Daten konnten qualitativ reproduziert werden, allerdings liegen
die Werte für die kritischen Punkte dieses Überganges unter jenen
des Computerexperiments. In Zusammenarbeit mit G. Stell werden
Untersuchungen des Phasendiagrammes von 'square-well' Systemen
durchgeführt, die zusätzlich noch einen repulsiven Wall an der
Außenseite tragen; durch die Einführung diese zusätzlichen repulsiven
Potentialanteils verändern sich die Phasendiagramme drastisch. Im
Bereich der binären Systeme wird das Erstarren von
s.g. symmetrischen binären Hartkugel-Yukawa Mischungen untersucht;
die Ergebnisse sollen mit Computersimulationsdaten einer italienischen
Gruppe verglichen werden. Schließlich arbeiten wir an der Bestimmung eines
Phasendiagrammes zweier koexistierender Phasen in einer polydispersen
flüssigen Mischung; in einem ersten Schritt wurde eine einfache
'mean-field' Theorie zur Beschreibung der Flüssigkeit verwendet.
Vortrag:
C4
Paper:
7
Projekte: FWF P11194-TPH, FWF P13062-TPH, OENB 6241, Wiener Handelskammer
Paschinger 43,
Kahl,
Levesque 44
,
Weis 44
Wir untersuchen derzeit das Phasendiagramm einer s.g. symmetrischen
Mischung zweier Hartkugel-Yukawa Flüssigkeiten (Übergang zwischen einer
dampfförmigen sowie einer homogen gemischten und entmischten
Flüssigkeit). Je nach Wahl der Wechselwirkungsstärke des
Potentials F12(r) ergeben sich
verschiedene Typen von Phasendiagrammen, die im wesentlichen durch die
verschiedenen Schnittpunkte der l-Linie mit
Dampf-Flüssigkeitstrennkurve charakterisiert sind. Es wird
untersucht, wie sich das Phasenverhalten (und eventuell der Typ des
Phasendiagramms) durch Erhöhung der Matrixkonzentration
verändert. Die Rechnungen werden mit Hilfe einer thermodynamischen
Störungstheorie ('optimized random phase approximation')
durchgeführt und durch Daten aus großkanonischen Monte-Carlo
Simulationen ergänzt.
Projekt: FWF W004
Kahl,
Likos 45
,
Löwen 45,
Lang
Aus theoretischen und experimentellen Untersuchungen weiß man, daß
sich Mischungen aus Kolloiden und Polymeren sehr gut durch ein
binäres, stark nicht-additives Hartkugelsystem beschreiben lassen.
Mittelt man über die Freiheitsgrade der Polymerteilchen im
Rahmen des Formalismus der Statistischen Mechanik, so erhält
man ein effektive Einteilchenpotential für die Kolloidteilchen
(Asakura-Oosawa Potential),
das eine einfache analytische Form besitzt. In Abhängigkeit des
Größenverhältnisses der Kolloide zu den Polymeren ergeben sich
verschiedene Phasendiagramme, die bislang nur mit Hilfe einfacher
Flüssigkeitstheorien untersucht wurden. Diese sollen mit Hilfe des
thermodynamisch selbstkonsistenten Rogers-Young Integralgleichungsverfahrens
und der klassischen Dichtefunktionaltheorie (zur Modellierung des
festen Zustandes) genauer studiert werden.
Projekte: FWF P11194-TPH, FWF P13062-TPH, OENB 6241
Im Mittelpunkt des Interesses stehen die Eigenschaften von ungeordneten Systeme (flüssige und amorphe Phase). Sie werden mit Hilfe von 'tight-binding' Modellen untersucht. Unter dem Einfluß äußerer Kräfte (elektrisches Feld, Temperaturgradient) treten in Festkörpern Ströme auf (elektrische Ladungsströme, Energieströme). Der lineare Zusammenhang zwischen diesen Strömen und den äußeren Kräften wird durch die elektronischen Transportkoeffizienten beschrieben. Die Berechnung dieser Transportkoeffizienten erfolgt (a) unter Verwendung der linearen Boltzmanngleichung, wobei verschiedene Streumechanismen betrachtet werden (Potentialstreuung, Phononenstreuung, magnetische Streuung), (b) auf der Basis des Kubo-Greenwood Formalismus.
Kahl,
Lomba 46
,
Molina 46,
Kresse 47
,
Hafner 47,
Kraj cí 47
Das gemeinsam mit der spanischen Partnergruppe entwickelte
'tight-binding' Molekulardynamik-Simulationsprogramm wurde zur
eingehenden Studie der atomaren, elektronischen und dynamischen
Eigenschaften von
flüssigem und amorphem Selen herangezogen; die optimale Bestimmung
der 'tight-binding' Modellparameter erfolgte mit Hilfe von ab
initio Simulationensdaten. Derzeit wird an der Implementierung einer
'fuzzy' Monte-Carlo Simulation für eine 'tight-binding'
Hamiltonfunktion gearbeitet, die in einem weiteren Schritt mit
einer großkanonischen Gibbs-Ensemble Monte-Carlo Simulation
kombiniert wird; somit soll schließlich die Bestimmung des
Phasenverhaltens von Selen möglich werden.
Die Streuung von Ionen an Oberflächen ist mit einer Vielzahl von inelastischen Prozessen verbunden, die den Response der Oberfläche auf ein starkes zeitabhängiges Coulombfeld proben. Von besonderem Interesse sind dabei hochgeladene Ionen, für die die in den Streuprozeß eingebrachte reaktive potentielle Energie größer sein kann als die kinetische Energie der Translationsbewegung. In diesem Grenzfall ist nicht mehr die Stoßgeschwindigkeit, sondern der Ladungszustand und das Ionisationspotential die entscheidende Größe, die über den Ablauf des Streuprozesses entscheidet. Vergleichende Untersuchungen für Metalle, Halbleiter und Isolatoroberflächen geben Aufschluß über Unterschiede der dielektrischen Antwort und Abschirmung sowie den Ladungstransfer.
Burgdörfer, Wirtz,
Aumayr 48
,
Hägg 49,
Reinhold 50
,
Varga 48,
Winter 48
Die Antwort von Isolatoroberflächen auf die Störung
durch hochgeladene Ionen wird gegenwärtig in zahlreichen Labors
untersucht. Die dielektrische
Antwort von ionischen Kristallen besteht dabei aus einer ionischen
Komponente (optische
Phononen) und der elektronischen Polarisation. Darüberhinaus
unterscheidet sich auch der Ladungstransfer aus lokalisierten
Zuständen deutlich von dem für Metalle. Wir haben im Rahmen des
``Over-Barrier'' Konzepts ein Modell für das Relaxations- und
Neutralisationsszenarium für hochgeladene Ionen entwickelt. Dies
erlaubt u.a. die Berechnung der Selbstbeschleunigung des Ions auf die
Oberfläche zu aufgrund verallgemeinerter Bildladungskräfte.
Neben der Beschleunigung tritt auch eine Abbremsung aufgrund der
Wechselwirkung mit kalten Löchern auf. Deren Mobilität
wurde als der entscheidende Parameter, der die
Neutralisationsdynamik kontrolliert, identifiziert.
Vortrag:
A2,
B5,
B32,
B34,
B33,
C2
Projekt: FWF-Projekt: ``Interaction of Highly Charged Ions with
Surfaces''
Burgdörfer, Lemell,
Aumayr 48,
Betz 48,
Reinhold 50,
Stöckl 48,
Winter 48
Eine wesentliche Signatur für die elektronische Anregung sowie
die Energiedeposition bei der Oberflächenwechselwirkung ist die
Elektronenemission. Diese reicht im Spektrum von binary-encounter
und convoy-Elektronen bei schnellen Projektilen zu dem extrem
niederenergetischen Elektronenpeak bei wenigen eV. Wir haben im
Berichtszeitraum Rechnungen zur Elektronenemission sowohl für
Halbleiter (Si) als auch für Metalle (Au) durchgeführt.
Schwerpunkt war dabei die Separation von kinetischer und
potentieller Emission in Übereinstimmung
mit dem Experiment.
Vortrag:
A7,
B13,
B21,
B22
Paper:
10,
8,
11
Projekt: FWF-Projekt: ``Interaction of Highly Charged Ions with
Surfaces''
T okési, Lemell, Wirtz, Burgdörfer
Eine neue Möglichkeit, die Wechselwirkung hochgeladener Ionen
mit Oberflächen zu untersuchen, hat sich mit der Realisierung
der Transmission von Ionen durch sogenannte Mikrokapillare
eröffnet. Dabei kann das Ion über lange Zeit mit den internen
Oberflächen der Kapitallare wechselwirken, ohne aber die
Oberfläche tatsächlich zu berühren. Unsere ersten
Rechnungen im Rahmen der ``over barrier-Näherung'' zeigen
vielversprechende Übereinstimmung mit dem Experiment.
Vortrag:
A1,
B29,
B30,
C2
Paper:
22,
23
Projekt: FWF-Projekt: ``Interaction of Highly Charged Ions with
Surfaces''
Burgdörfer, Lemell, Wirtz,
Aumayr 51
,
Hägg 52,
Reinhold 53
,
Winter 51
Die von einem geladenen Projektil in die Nähe der Oberfläche
transportierte potentielle Energie kann zur Ablösung von
Oberflächenatomen und damit zum Abtrag von
Oberflächenmaterial führen. Diese ``potentialinduzierte''
Zerstäubung könnte in Zukunft von großer technologischer
Bedeutung sein, u.a. für die Nanostrukturierung von
Oberflächen. Wir haben den Sputteringmechanismus und sein
Schwelleverhalten für LiF-Oberflächen untersucht. Wir finden
dabei, daß die Schwelle durch die Formation von ``kalten''
Löchern im Valenzband bestimmt werden, die auf Grund der
starken Phononenkopplung in ihrer Mobilität reduziert sind.
Hingegen konnte eine weitere Schwelle bei der Energie, die zur
Formation von Exzitonen ausreicht, nicht deutlich beobachtet
werden. Wir konnten damit einen neuen Sputteringmechanismus für
Ionen identifizieren, der sich deutlich von dem für Elektronen
oder Photonen unterscheidet.
Vortrag:
B4,
B6,
B7
Paper:
2,
3
Projekt: FWF-Projekt: ``Interaction of Highly Charged Ions with
Surfaces''
Im Zentrum unserer Untersuchungen zur Ion-Festkörper-Wechselwirkung steht die Theorie des Transports von angeregten Zuständen. Diese können dabei im Projektil lokalisiert sein oder aber energetischen Kontinuumszuständen des Festkörpers entsprechen. Schwerpunktmäßig verwenden wir dabei klassische und Quanten-Monte-Carlo Techniken zur Lösung einer mikroskopischen Langevin-Gleichung.
Burgdörfer,
Arbo 54,
Gervais 55,
Kürpick 56,
Reinhold 53,
Yoshida 57
Die Erzeugung angeregter neutraler H(n)-Atome beim Strippen von
H- zu H+ beim Durchgang durch dünne Folien ist ein
wichtiges technisches Problem für die Injektion in den
Akkumulatorring von Hochintensitäts-Spallationsneutronenquellen. Wir
führten klassische und quantenmechanische Simulationen des
Transports von relativistischem H- durch dünne
Kohlenstofffolien, basierend auf der Linear Response Theorie, durch.
Durch Vergleich mit neuesten experimentellen Ergebnissen vom
HIRAB, Los Alamos, konnten wir demonstrieren, daß
quantitative genaue Aussagen über die Besetzung von Haupt-,
Unterschalen und sogar einzelner Stark-Zustände gemachet werden
können. Außerdem wurde der Einfluß äußerer
elektromagnetischer Felder während des Durchgangs durch die
Folie auf die Haupt- und Unterschalenbesetzung bestimmt.
Vortrag:
A3,
B1,
B2,
B28,
B30,
B29, C3
Paper:
1,
15
Project: FWF Projekt: ``Quantenmechanische Transporttheorie''
Tkési,
Kövér 58
,
Sulik 58,
Vikor 59,
Awaya 60
The doubly differential cross sections of the ionization for
ion-atom collisions at intermediate energies were calculated
based on the classical trajectory Monte Carlo method. The
existence of the cusp-like peak at positron limpact was shown.
Our calculations support the hypothesis that an unexpected broad
structure at backward emission angles relative to the beam
direction is due to double scattering of the target electrons on
the screened fields of the projectile and the target.
Vortrag:
B11,
B26,
B23,
B24,
B27
Paper:
9,
14,
16,
18,
21,
17,
19,
20
Der Ladungstransport durch zweidimensionale Mikrostrukturen zeigt Quantenphänomene, die Resultat der Phasenkohärenz im ballistischen Regime sind. Es ist möglich, Halbleiterstrukturen zu fertigen, deren Größe kleiner ist als die mittlere freie inelastische und elastische Weglänge. Dies ermöglicht das Studium des ballistischen Elektronentransports durch Leitfähigkeitsmessungen. Von besonderem Intgeresse ist dabei das Studium der Abhängigkeit von der Geometrie der Mikrostruktur.
Burgdörfer, Rotter, Wirtz,
Tang 61,
Trost, Ishio
Fluktuationen in der Leitfähigkeit (genauer, der Leitzahl)
für ballistischen Transport kann als semiklassisches
Interferenzphänomen zwischen verschiedenen Pfaden, die die
Quantendrähte verknüpfen, aufgefaßt werden. Wir haben
eine semiklassische Beschreibung entwickelt, die über die
sogenannte ``primitive'' semiklassische Näherung hinausgeht. Zu
deren Überprüfung haben wir ein neues quantenmechanisches
Verfahren, die ``modular recursive Green's function'' Methode
formuliert. Diese erlaubt eine numerisch genaue und stabile
Lösung des Quantentransportproblems selbst bei kleinen
Wellenlängen, für die die Gültigkeit der semiklassischen
Näherung erwartet wird.
Vortrag:
A4,
B9,
C1
Paper:
24
Projekt: FWF Projekt: Quantenmechanische Transporttheorie
H. Nowotny,
Benes 62
,
Gröschl 62
Bei piezoelektrischen Volumsresonatoren wird die für
piezoelektrische Materialien charakteristische Eigenschaft, daß
eine mechanische Verzerrung zum Auftreten eines elektrischen Feldes
und umgekehrt das Anlegen eines elektrischen Feldes zu einer
mechanischen Verzerrung führt, zum Aufbau von elektrischen
Resonatoren mit einem sehr hohen Gütefaktor benutzt, da die
elektrische Resonanzbedingung durch den mechanischen Aufbau bestimmt wird.
Die Veränderung mehrerer Resonanzfrequenzen eines piezoelektrischen
Volumsresonators bei der Ankopplung an zu untersuchende Materialien
(z.B. eine stehende oder strömende Flüssigkeitsschicht)
mitsamt einem Reflektor (oder auch einem weiteren piezoelektrischen
Volumsresonator) kann zur Bestimmung von Materialkonstanten
(z.B. Massendichte, Schallgeschwindigkeit, viskose
Zähigkeit der Flüssigkeit) verwendet werden.
Durch einen geeigneten Versuchsaufbau sowie der Verwendung angepaßter
Auswerteverfahren (Mehrfrequenzanalyse) wird versucht, störende
Meßeinflüße wie z.B. die Temperaturabhängigkeit der
oben angeführten Materialparameter soweit wie möglich zu
eliminieren.
Störende Volumsrandeffekte sowohl im zu untersuchenden Material
als auch in den verwendeten piezoelektrischen Resonatoren können
durch geometrische Veränderungen an den Resonatoren (z.B. Verwendung
plan-konvexer piezoelektrischer Platten anstelle von plan-parallen
piezoelektrischen Platten) und/oder durch mechanische Veränderungen
an den Resonatoren (z.B. Aufbringung verschieden dimensionierter
Elektroden) minimiert werden.
| BURGDÖRFER | Member of Commission 15 on Atomic, |
| Molecular and Optical Physics der IUPAP; | |
| Member of the Executive Committee of the | |
| International Conference on the Physics of Electronic | |
| and Atomic Collisions (ICPEAC) and Local Co-chairman | |
| of XXII ICPEAC in Santa Fe (2001); | |
| Member of the International Advisory Board of the | |
| International Conference on Highly Charged Ions (HCI); | |
| Member of Advisory Board, European Research Conference on | |
| Particle - Solid Interaction (1997-1999); | |
| Member, Int. Advisory Board, Int. Workshop on Fast Ion - Atom | |
| Collisions; | |
| Organizer of Symposium ``Interaction of Synchrotron Radiation | |
| with Atoms, 15th ICAARI, Denton, TX, USA (1998); | |
| Member, Int. Scientific Committee, Int. Conf. on X-Ray | |
| and Inner-Shell Processes (1996-2002); | |
| Member, International Advisory Board, International Workshop | |
| on Atomic Collisons and Atomic Spectroscopy with Slow | |
| Antiprotons, 1999 Tsurumi (Japan); | |
| Gutachter für National Science Foundation (USA), | |
| Department of Energy (USA), Science and Engineering | |
| Research Council (GB); | |
| Gutachter für Humboldt-Forschungspreis (Deutschland); | |
| Gutachter der Max Planck Gesellschaft | |
| - Chem. Phys. Sektion (Deutschland); | |
| Reviewer für Physical Review A, Physical Review B, | |
| Physical Review E, Physical Review Letters, | |
| Journal of Physics, Physics Letters A, Physica Scripta, | |
| Nuclear Instruments & Methods, European Physical Journal D, | |
| Comments in Atomic and Molecular Physics, | |
| International Journal of Mass Spectroscopy, Surface Science, | |
| Few-Body Systems. |
| DIRL | Reviewer (Mathematical Reviews, Cambridge University Press) |
| Gutachter (Acta Crystallographica, Computer Physics Communications, | |
| Ferroelectrics, Journal of Mathematical Chemistry, | |
| Journal of Mathematical Physics, Journal de Physique, | |
| Journal of Physics A, Journal of Physics C, Molecular Physics, | |
| Physical Review B, Physical Review Letters, | |
| Reports on Mathematical Physics) | |
| Member of International Advisory Committee of International School on | |
| Symmetries and Structural Properties of Condensed Matter, Poznan (PL) | |
| KAHL | Gutachter Physical Review B und E, Journal of Chemical Physics, |
| Molecular Physics, Journal of Non-Crystalline Solids, Physical Review Letters | |
| KREUZER | Organisationskomitee des Workshops ``Quantization, Generalized RST |
| Cohomology and Anomalies'' (Wien, 28.9. - 7.10.1998) | |
| KUMMER | Gutachter (Physical Review D, Physical Review Letters, Nuclear Physics B) |
| Kuratorium des Instituts für Hochenergiephysik der ÖAW (stv. Obmann) | |
| High Energy and Particle Physics Board of the European Physical Society | |
| (Chairman ab 1.1.1997) | |
| Member of International Advisory Board | |
| ``Supersymmetry and Quantum Field Theory'', Kharkov, July 2000 | |
| Member of International Organizing Committee | |
| ``Fundamental Physics in Space'', April 2000 | |
| Österreichisches Nationalkomitee der IUPAP (Vorsitzender) | |
| Chairman International Organizing Committee of Europhysics Conference | |
| on High Energy Physics (Tampere, Juli 1999) | |
| Delegierter der Fakultät im FWF | |
| Organisationskomitee des Workshops ``Quantization, Generalized BRST | |
| Cohomology and Anomalies'' (Wien, 28.9. - 7.10.1998) | |
| REBHAN | Gutachter (Physical Review Letters, Physical Review D, |
| Nuclear Physics B, Physics Letters B, Annals of Physics (N.Y.), | |
| Cambridge University Press) | |
| Member of Advisory Committee of Strong and Electroweak Matter '98 | |
| 2-5 December 1998, Copenhagen | |
| Organisationskommittee des ESI Research Program | |
| ``Quantization, generalized BRS cohomology, and anomalies'', | |
| Sept.-Nov. 1998 | |
| SCHWEDA | Begutachter des FWF und des Jubiläumsfonds d. ÖNB |
| Organisationskomitee des Workshops ``Quantization, Generalized BRST | |
| Cohomology and Anomalies'' (Wien, 28.9. - 7.10.1998) | |
| SVOZIL | Associate Editor, Journal of Universal Computer Sciences (Springer) |
| Associate Editor, Chaos, Solitons and Fractals | |
| External faculty member, Center for Discrete Mathematics, | |
| University of Auckland, NZ |
| BURGDÖRFER | Fakultät (Stv.), Fachkommission (Stv.), |
| Studienkommission, Kommission für Wiener Physikalisches Kolloquium | |
| GRAU | Organisation und Koordination des Maturantentages (28.1.1999) |
| Organisation der Studienberatung Technische Physik | |
| und Physik Lehramt (BeSt) | |
| Studienkommission Lehramt Physik | |
| Terminkoordination für die schriftlichen Prüfungen der Physikinstitute | |
| KAHL | Fakultät (UOG 75) |
| Fachkommission Physik (UOG 93) | |
| Studienkommission Physik, Dr. techn., LA (jeweils Stv.) | |
| Studienberatung (BeSt) | |
| KASPERKOVITZ | Fachgruppe, Studienberatung (BeSt) |
| Mitarbeiter Maturantentag (Berufsbild) | |
| Absolventenbefragung | |
| O. und Ao. Dotation (Söllner - Gruppe) | |
| KUMMER | Fakultät, Fachgruppe |
| UPV der TU Wien (Vorstandsmitglied) | |
| Studienkommission Physik (Stv.) | |
| SCHWEDA | Fakultät, Fachgruppe |
| Vorstandsmitglied des UPV |
| BALASIN | Computer Hard- und Software-Betreuung |
| BURGDÖRFER | Stv. Institutsvorstand |
| ERTL | Computer Hard- und Software-Betreuung |
| GRAU | Lehrveranstaltungsankündigungen |
| Studienplankontrolle Technische Physik und Physik Lehramt | |
| für das Vorlesungsverzeichnis | |
| SIDES-Administrator | |
| Arbeitsbericht des Institutsvorstandes, Teile: 1, 2, 3 | |
| ÖSTAT-Erhebung Forschung und experimentelle Entwicklung | |
| KAHL | Institutskoordination des Maturantentages |
| KASPERKOVITZ | O. und Ao. Dotation (Söllner - Gruppe) |
| Arbeitsbericht des Institutsvorstandes, Teil: 4 | |
| KREUZER | Computer Hard- und Software-Betreuung |
| FODOK und Institutsbericht 1997/98 | |
| SLAC Datenbank | |
| KUMMER | Institutsvorstand |
| LANG | Hard- und Software-Betreuung der Workstations |
| LIEBL | Computer Hard- und Software-Betreuung |
| G. NOWOTNY | Installation und Betreuung des Instituts-Email-Rechners |
| LINUX-PC Betreuung, Datenbankverwaltung | |
| White-Pages-Administrator, Netzwerkbetreuung | |
| H. NOWOTNY | Brandschutzbeauftragter, Sicherheitsbeauftragter |
| REBHAN | Institutskonferenz |
| Systemadministration des Instituts-Email/Webserver-Rechners und | |
| der Druckerserver, Institutsdatenbankverwaltung, | |
| Installation und Betreuung der LINUX-Server der Arbeitsgruppe | |
| Fundamentale Wechselwirkungen | |
| SCHWEDA | stv. Institutsvorstand |
| SVOZIL | Webauftritt |
| TUTSCHKA | Hard- und Software-Betreuung der Workstations |
| ZEINER | Hard- und Software-Betreuung der Workstations |
'Computational Physics' und 'Computational Chemistry' haben in den letzten Jahren in der Materialforschung sowohl im universitären als auch im industriellen Bereich eine zentrale Bedeutung gewonnen. Die rasante Entwicklung von Computertechnologien in Verbindung mit ausgefeilten numerischen Algorithmen einerseits, sowie die Erarbeitung grundlegender Konzepte, die das Verständnis fundamentaler Prozesse und Eigenschaften von Materialien ermöglichen andererseits, haben bewirkt, daß ''Computational Sciences'' direkt zur Beschreibung industrieller Prozesse anwendbar sind. Um dieser Entwicklung auch im Rahmen einer universitären Ausbildung Rechnung zu tragen, wurde beim Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) die Errichtung eines Wissenschaftkollegs (WK) ''Computational Materials Science'' beantragt: es soll Dissertanten eine breite Ausbildung in dieser sich rasch entwickelnden Forschungsdisziplin ermöglichen. Nach einer eingehenden Begutachtungsphase durch den FWF und durch fünf internationale Gutachter wurde dieses Wissenschaftskolleg im Oktober 1998 bewilligt; es handelt sich österreichweit um die zweite derartige Einrichtung, die vom FWF ins Leben gerufen wurde.
Das WK wird derzeit von sechs Wissenschaftern betrieben: Jürgen Hafner (Materialphysik, Universität Wien), Raimund Podloucky (Physikalische Chemie, Universität Wien), Peter Weinberger und Josef Redinger (Festkörperchemie, TU Wien), sowie Rainer Dirl und Gerhard Kahl (Theoretische Physik, TU Wien); alle beteiligten Forscher arbeiten seit 1995 eng im Rahmen eines vom BMWV geförderten Forschungszentrums gleichen Namens zusammen. Dieses ursprünglich reine Forschungszentrum ist durch die die Installierung des WK somit kongenial ergänzt worden. Zu den laufenden Forschungsprojekten dieser Institution zählen: mathematische und numerische Grundlagen; strukturelle, mechanische und elektronische Eigenschaften von Legierungen und anorganischen Verbindungen; Phasenstabilität, Dynamik und Phasenübergänge; Schmelzen und amorphe Festkörper; Magnetische Materialien und dünne Schichten; Oberflächen-Physik und Chemie; Grenzflächen; Chemische Reaktionen und Katalyse.
In der maximalen Ausbaustufe des WK (die Ende 2000 erreicht sein wird) können bis zu zehn Dissertanten betreut werden, wobei der FWF ausdrücklich die Berücksichtigung ausländischer Dissertanten wünscht. Von den derzeit 8 angestellten bzw. designierten Kollegiaten haben 5 ihr Physikdiplom an der TU Wien abgeschlossen, ein Kollegiat ist Physikabsolvent der Universität Wien, je ein Kollegiat hat an einer italienischen und einer ungarischen Universität studiert. Zentraler Teil der Ausbildung der Dissertanten ist eine Ringvorlesung ('' Methods of Computational Materials Science ''; je zwei Wochenstunden im Winter- und Sommersemester), die für alle Kollegiaten verpflichtend ist und die von den sechs Betreibern des Kollegs abgehalten wird. Ein ebenfalls obligates Seminar bietet den jungen Wissenschaftern die Möglichkeit, ihre Ergebnisse in einem größeren Kreis zu präsentieren. Im Sinne einer weitgestreuten Ausbildung werden darüber hinaus die verschiedenen Spezialvorlesungen der Betreiber des Kollegiates, sowie Spezialvorlesungen ausgewählter Gastvortragender angeboten. Schließlich ist die Abhaltung von Sommerschulen oder Workshops im Bereich der Materialforschung geplant.
Das Forschungszentrum verfügt über eine große Zahl von Kontakten und Kooperationen mit Forschungsinstitutionenim In- und Ausland. Diese internationale Vernetzung kommt natürlich auch den Kollegiaten zugute; ein großzügiges Reisebudget, das der FWF den Kollegiaten genehmigt hat ermöglicht ihnen die Teilnahme an Kongressen und/oder Aufenthalte an renommierten ausländischen Forschungsinstitutionen.
1 Sissa, Trieste
2 CBPF/DCP - Rio de Janeiro, Brasilien
3 Univ. of N.Y. at Stony Brook, USA
4 UFES, Vitoria, Brasilien
5 Steklov Institute, Moskau
6 Univ. Jena
7 Univ. Leipzig
8 Universität Wien
9 Universität Heidelberg
10 Humboldt Universität Berlin
11 Universität Hannover
12 State University of New York at Stony Brook
13 Kharkov Institute of Technology, Ukraine
14 Universität Heidelberg
15 DAMTP, University of Cambridge
16 Universität Helsinki
17 ETH-Zürich
18 Universität Frankfurt
19 Oak Ridge National Laboratory
20 Rice University, Houston, USA
21 Max-Planck-Institut für Komplexe Systeme, Dresden, Germany
22 Vanderbilt University, Nashville, USA
23 University of Tennessee, Knoxville, USA
24 Tulane University, New Orleans, USA
25 Universität Erlangen-Nürnberg
26 Technische Universität München
27 Slovak Academy of Sciences, Bratislava, Slovakia
28 Comenius University, Bratislava, Slovakia
29 Universität Ulm, Ulm, Germany
30 Academy of Science of Russia, Moscow, Russia
31 University of Wales, Bangor, Wales, UK
32 Center for Computational Materials Science
33 University of Wales, Bangor, Wales, UK
34 Institut für Theoretische Physik II, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Deutschland
35 Instituto de Química Física ''Rocasolano'', CSIC, Madrid, Spanien
36 Department of Physics, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina, USA
37 Wissenschaftskolleg 'Computational Materials Science'
38 Institut für Theoretische Physik II, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Deutschland
39 Department of Chemistry, State University of New York, Stony Brook, USA
40 Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Milano, Italien
41 Institut für Theoretische Physik II, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Deutschland
42 Department of Chemistry, State University of New York, Stony Brook, USA
43 Wissenschaftskolleg 'Computational Materials Science'
44 Laboratoire de Physique Théorique, Université de Paris-Sud, Orsay, Frankreich
45 Institut für Theoretische Physik II, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Deutschland
46 Instituto de Química Física ''Rocasolano'', CSIC, Madrid, Spanien
47 Institut für Materialphysik, Universität Wien
48 Institut für Allgemeine Physik, TU Wien
49 Midsweden University, Sundsvall, Schweden
50 Oak Ridge National Laboratory
51 Institut für Allgemeine Physik, TU Wien
52 Midsweden University, Sundsvall, Schweden
53 Oak Ridge National Laboratory, USA
54 IAFE, Buenos Aires, Argentina
55 CIRIL, Caen, Frankreich
56 University of Tennessee, Knoxville, USA
57 Max-Planck-Institut für Komplexe Systeme, Dresden, Germany
58 Institute for Nuclear Research of the Hungarian Academy of Sciences, Debrecen, Hungary
59 Department of Atomic Physics, Stockholm University, Stockholm, Sweden
60 The Institute of Physical and Chemical Research, Wako Saitama, Japan
61 University of Tennessee, Knoxville, USA
62 Institut für Allgemeine Physik, TU Wien