Drei neue Spezialforschungsbereiche starten in Österreich

Koordination: Nathanael Berestycki, Universität Wien
Forschungsnetzwerk: TU Wien (Michael Drmota, Marcin Lis, Benedikt Stufler, Fabio Toninelli), Universität Wien (Ilse Fischer, Christian Krattenthaler), TU Graz (Mihyun Kang)
Fördervolumen: 4,3 Millionen Euro / vier Jahre Laufzeit

Im Zentrum dieses Forschungsnetzwerkes stehen zufällige diskrete Strukturen, die allgegenwärtig in vielen Bereichen der modernen Mathematik, aber auch essenziell für die Beschreibung diverser Phänomene in der mathematischen Physik sind. Sie spielen zum Beispiel eine Schlüsselrolle, um Phasenübergänge zu verstehen, die physikalische Systeme bei abrupten Veränderungen durchmachen – wie Wasser beim Übergang vom flüssigen zum festen Zustand, wenn die Temperatur unter null fällt. Dazu werden in diesem Spezialforschungsbereich verschiedene zweidimensionale Modelle betrachtet, wie das berühmte Dimer Model und planare Graphen. Es werden dabei probabilistische und kombinatorische Sichtweisen vereint, um fundamentale Fragen über diese Modelle zu beantworten. Wie können sie abgezählt werden, entweder exakt oder näherungsweise? Wie kann man ihre Zufallsgeometrie unter geeigneter Skalierung verstehen? Wie kann man die faszinierende Beobachtung erklären, dass die gleichen Strukturen und Gesetzmäßigkeiten in ganz verschiedenen Kontexten immer wieder auftreten? Solche Fragen haben tiefliegende Verbindungen zur mathematischen Physik, von topologischen Phasenübergängen bis hin zur Liouville-Quantengravitation, die untersucht werden.

Koordination: Edgar Onea Gáspár, Universität Graz
Forschungsnetzwerk: Universität Graz (Boban Arsenijević, Steffen Heidinger, Susanne Wurmbrand), Universität Wien (Daniel Büring, Dalina Kallulli, Eva-Maria Remberger, Albert Wall)
Fördervolumen: 3,8 Millionen Euro / vier Jahre Laufzeit

Sprache ist eine unserer fundamentalsten kognitiven Fähigkeiten. Der Spezialforschungsbereich entwickelt einen neuen Ansatz zur Modellierung des sprachlichen Systems. Den Ausgangspunkt bildet die Hypothese, dass der kognitive Kern der Sprachfähigkeit zwar auf logisch-symbolischen Berechnungen basiert, jedoch in ein kognitives System stochastischer Natur eingebettet ist. Als Schnittstelle zwischen der symbolischen und der stochastischen Komponente bedient sich die Grammatik der zentralen Optimierungsfaktoren Redundanz und Defizienz, die sprachlichen Operationen zugrunde liegen können und es ermöglichen, sowohl unter- als auch überspezifizierte Eingaben zu verarbeiten. Der Spezialforschungsbereich bündelt die außerordentlich starke linguistische Forschung an den Universitäten Graz und Wien und befasst sich mit einheitlich definierten, umfassenden empirischen Bereichen der Grammatik (Pronomina und Ellipse). Die Teilprojekte beleuchten, klassifizieren und modellieren diese theoretisch und empirisch unter der Perspektive der Konzepte Redundanz und Defizienz. Die zu erwartenden Erkenntnisse versprechen nicht nur ein tiefergreifendes Verständnis der grundlegenden Mechanismen des grammatischen Systems, sondern eröffnen auch neue Perspektiven für zentrale Fragestellungen der Kognitionswissenschaften hinsichtlich der Rolle der Sprache in der Kognition.

Koordination: Oliver Heckl, Universität Wien
Forschungsnetzwerk: Technische Universität Wien (Thorsten Schumm, Andrius Baltuška), Universität Würzburg (Adriana Pálffy-Buß), Institute of Science and Technology Austria (Mikhail Lemeshko)
Fördervolumen: 3,1 Millionen Euro

Im Spezialforschungsbereich COMB.AT, einem ambitionierten Projekt in der optischen Metrologie, erforscht ein Team aus Forschenden fundamentale physikalische Konstanten auf einem bisher unerreichten Niveau der Präzision. Mit einer innovativen Methode, die Licht mit Orbitaldrehimpuls (OAM) einsetzt, zielt COMB.AT darauf ab, die Messgenauigkeit in der molekularen und nuklearen Spektroskopie zu steigern.

Diese Forschung verbindet die Expertise von führenden theoretischen und experimentellen Physiker:innen, die im Zuge des SFB gemeinsam an der Grenze des wissenschaftlichen Verständnisses arbeiten. COMB.AT konzentriert sich auf elektrisch-dipolverbotene Übergänge, die mithilfe von Licht mit OAM untersucht werden können. Das eröffnet ein neues Paradigma für die Präzisionsmessung und die Entwicklung innovativer nuklearer und molekularer Uhren.

Diese wegweisende SFB-Kooperation ermöglicht so, langfristig angelegte und interdisziplinäre Forschungsthemen zu bearbeiten, um die Grenzen der optischen Metrologie und Spektroskopie entscheidend zu erweitern und wissenschaftliche Infrastruktur für exzellente Forschung zu schaffen.