Computational Sciences

Die molekulare Struktur und zwischenmolekulare Wechselwirkungen sind für das Verständnis der Biologie, die Entwicklung pharmazeutischer Erzeugnisse, das Design neuer Materialien und neuartiger Computergeräte von wesentlicher Bedeutung. Die wichtigsten Simulationstechniken in diesem Bereich sind die klassische Molekulardynamik und die molekulare Quantenmechanik. Diese Techniken basieren auf soliden Kenntnissen in statistischer Mechanik, Numerik, Software-Design und Hochleistungsrechnen, die alle im Rahmen des Spezialisierungsbereichs Molecular Sciences vermittelt werden. Ihr Profil ist das eines Computerchemikers, Computerphysikers oder angewandten Mathematikers mit Fähigkeiten, die sowohl in der Wissenschaft als auch in Branchen, die sich mit Biotechnologie, Nanotechnologie oder Pharmazie befassen, gesucht werden.

Im Spezialisierungsbereich Geological Sciences werden die Ressourcen und Gefahren der Erde sowie die Prozesse vermittelt, die im Laufe der Zeit zur Bildung ihres Inneren und Äußeren beigetragen haben. Wir haben eine lange Tradition in den Bereichen Hydrogeologie, Mineralogie, Geochemie, Geophysik, Geologie, Planetologie und Paläontologie. Dies beinhaltet auch das Studium der grundlegenden Ressourcen, von denen unsere Zivilisation abhängig ist. Darüber hinaus sind wir auf die Analyse und Vorhersage von lang- und kurzfristigen geologischen Prozessen spezialisiert, einschließlich ihrer seismologischen und vulkanologischen Gefahren und Potenziale. Wir konzentrieren uns auch auf die Bewertung des Klimawandels, des Ökosystemgleichgewichts und der wirtschaftlichen Risiken sowie auf die Sensibilisierung der Öffentlichkeit für diese Themen.

Der Spezialisierungsbereich Atmospheric Sciences zielt darauf ab, die kurzfristige Dynamik (Wetter) und Langzeitstatistik (Klima) der Erdatmosphäre zu verstehen und vorherzusagen. Die Atmosphäre beherbergt eine Vielzahl von räumlich-zeitlichen Skalen, von mikrophysikalischen Prozessen der Erzeugung von Wolkentröpfchen (Mikrometer / Mikrosekunden) über einzelne Wolken (1 km / 20 min) bis hin zu Ereignissen in El Niño / La Niña (Planetenskalen / mehrere Jahre) und darüber hinaus. Seine experimentelle Untersuchung auf der Grundlage umfassender Laboräquivalente ist nicht möglich. Aus diesem Grund spielen Computermodelle der Atmosphäre und allgemein des Erdsystems auf diesem wissenschaftlichen Gebiet eine absolut zentrale Rolle. Besondere Teilaufgaben in diesem Zusammenhang sind die Numerik des Flüssigkeitsflusses unter Schwerkraft auf einer rotierenden Kugel, Analysetechniken zur Entschlüsselung der Multiskalennatur atmosphärischer Strömungen, ihre Beziehung zur Modellierung ungelöster Skalen (Parametrisierungen) und die Assimilation von Beobachtungsdaten in laufende Simulationen der atmosphärischen Dynamik. Der Spezialisierungsbereich Atmospheric Sciences bietet eine solide Grundlage, um die damit verbundenen Herausforderungen zu verstehen und zu ihrer Lösung beizutragen.