Bereich V - Physik und Mathematik
Der Bereich 5 umfasst Forschung, Lehre und Innovation in Physik und Mathematik. Die Forschung wird an 21 Instituten sowie 3 Helmholtz-Programmen „Von Materie zu Materialien und Leben (MML)“, „Materie und Technologie (MT)“ und „Materie und das Universum (MU)“ durchgeführt.
Die Forschung bündelt die Schwerpunkte Geometrie, Gruppen und Topologie, Partielle Differentialgleichungen, Stochastische Modelle sowie Teilchen- und Astroteilchenphysik, Festkörper- und Quantenphysik, Angewandte Physik und Geophysik, jeweils mit intensivem Austausch zwischen Experiment und Theorie.
Forschungsnahe Lehre an den KIT-Fakultäten für Mathematik und Physik ist ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Lehrangebots in nahezu allen Studiengängen des KIT.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Bereichs sind an zahlreichen nationalen und internationalen Projekten und Forschungsverbünden beteiligt und betreiben die großen Forschungsinfrastrukturen GridKa, KARA, KATRIN und TLK.
Von Strukturen zu Modellen - von Quanten bis zum Universum
Mit dem neuen analytischen Hochauflösungs-Elektronenmikroskop Iliad Spectra Ultra (S)TEM erweitert das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) seine Möglichkeiten in der Materialforschung. Als wichtiger Baustein für die Weiterentwicklung der materialwissenschaftlichen Spitzenforschung am KIT steht es allen Forschenden am KIT und darüber hinaus zur Verfügung. Das Gerät wurde am 5. September 2025 bei einem feierlichen internationalen Symposium zur Elektronenmikroskopie am KIT offiziell eingeweiht.
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Bei der jüngsten Ausschreibung für die Starting Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) war der Juniorprofessor Manuel Krannich vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erfolgreich: Mit der Förderung von 1,5 Millionen Euro kann der Mathematiker sein Projekt MaFC verwirklichen. Das in der Grundlagenforschung angesiedelte Vorhaben über Mannigfaltigkeiten und Funktorkalküle verbindet mehrere Bereiche der reinen Mathematik. Mit seiner Arbeit deckt Krannich überraschende Bezüge zwischen Symmetrien von hochdimensionalen Mannigfaltigkeiten und Gesetzen der Algebra auf.
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Batterien auf molekularer Ebene beim Laden zuschauen – das wollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Münster mithilfe des neuen Messinstruments NAPXAS am Karlsruhe Research Accelerator (KARA). Es macht Flüssigkeiten für die Synchrotronforschung zugänglich und ermöglicht damit einzigartige Einblicke in Energiespeicherprozesse.
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Mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) war Professor Herwig Schopper besonders eng verbunden: Als Direktor des unter seiner Leitung gegründeten Instituts für Kernphysik legte er die Grundlagen für die heutigen Institute für Experimentelle Teilchenphysik und für Astroteilchenphysik sowie für die Vereinigung von Universität und Forschungszentrum. Noch im vergangenen Jahr konnte die KIT-Fakultät für Physik seinen 100. Geburtstag feiern und ihm die Ehrendoktorwürde für seine große Aufbauleistung verleihen.
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Hochwasservorhersagen mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI), die Untersuchung von Wellenphänomenen wie Licht- und Schallwellen oder die Aussagefähigkeit mathematischer Modelle – die aktuellsten Forschungsprojekte der Mathematik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) präsentieren Forschende des KIT-Zentrums MathSEE am Montag, 14. Juli 2025, um 18:30 Uhr im Karlsruher Rathaus. Zur kostenfreien Veranstaltung „KIT im Rathaus“ sind alle Interessierten eingeladen. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich.
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Elektronen besitzen einen Eigendrehimpuls, den Spin, der sie zu winzigen Magneten macht. In der Quanteninformationsverarbeitung kann dieser als Quantenbit (Qubit) dienen. Im Gegensatz zu klassischen Bits kann ein Qubit nicht nur die Zustände 0 und 1 annehmen, sondern auch Überlagerungen daraus, was zu einer erheblich gesteigerten Informationsdichte und Systemkomplexität führt. Diese Eigenschaften machen Spin-Qubits zu einem vielversprechenden Baustein für zukünftige Quantentechnologien – etwa in der Quantenkommunikation, für hochpräzise Sensorik oder als Speichereinheit in Quantencomputern. Doch das Design und die Kontrolle von Spin-Strukturen auf atomarer Ebene sind herausfordernd, insbesondere das zerstörungsfreie Auslesen der Informationen.
Der Experte für Kälte- und Kryotechnik Professor Steffen Grohmann vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhält einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Damit fördert der ERC Grohmanns Projekt GRAVITHELIUM zur Entwicklung einer Schlüsseltechnologie für das Einstein-Teleskop (ET) – den europäischen Gravitationswellendetektor der nächsten Generation. GRAVITHELIUM zielt darauf ab, mit suprafluidem Helium die Empfindlichkeit kryogener Laser-Interferometer bis an fundamentale Grenzen auszuschöpfen. Diese Technologieentwicklung soll eine zentrale Herausforderung lösen, um Gravitationswellen des gesamten Universums mit dem Einstein-Teleskop zu observieren.
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Neutrinos, Higgs-Bosonen, Quarks & Co: Die diesjährige Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) steht ganz im Zeichen der Elementarteilchen. Dazu kommen mehr als tausend Physikerinnen und Physiker aus ganz Deutschland vom 4. bis 8. März 2024 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen. Auch der Arbeitskreis Chancengleichheit und die junge DPG beteiligen sich am Programm. Lehrkräfte können die Tagung kostenlos besuchen. Ein besonderes Highlight der Veranstaltung ist ein Festsymposium, mit dem die Fachgemeinschaft die Teilchenphysik-Koryphäe Professor Herwig Schopper anlässlich seines 100. Geburtstags ehrt.
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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) geht mit einem neuen Vollantrag ins Finale der Förderlinie „Exzellenzcluster“ in der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder. Mit seiner Skizze zu einer chemischen Plattform für hochpräzise Quantenarchitekturen überzeugte das KIT das international besetzte Expertengremium. Die Ergebnisse der ersten Auswahlrunde gaben die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Wissenschaftsrat (WR) heute Morgen (2. Februar 2024) bekannt. Außerdem wird das KIT mit seinen Partnern Fortsetzungsanträge für die beiden bereits bestehenden Exzellenzcluster zu 3D-Designermaterialien sowie zur Batterieforschung stellen.
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Die Halbzeitaktualisierung der europäischen Strategie für Astroteilchenphysik 2017-2026 wurde seitens des Europäischen Konsortiums für Astroteilchenphysik (APPEC) erfolgreich abgeschlossen und von der Generalversammlung genehmigt. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist an vielen der laufenden und geplanten Experimente beteiligt.
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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im Zeitraum vom 1. Januar bis 31. März 2023 14 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neu in das Emmy Noether-Programm und 15 neu in das Heisenberg-Programm aufgenommen.
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Publikation in Science: Quantenmechanische Anregungen der Elektronen in Strontiumruthanat erhöhen Supraleitung und erleichtern Verformung
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Wolfgang Wernsdorfer erhält ERC Synergy Grant – Sechsjähriges internationales Projekt DarkQuantum nutzt Quantentechnologien zum Nachweis der Existenz von Axionen
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Grenzüberschreitende Forschung betreibt Professorin Anja Metelmann mit ihrer Brückenprofessur zum Quantum Computing in Karlsruhe und Straßburg.
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Zwei Nachwuchswissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben patentierte Systeme für eine enorm gesteigerte Datenauslese entwickelt
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