Gleichungen für Mikrostrukturen

Viele physikalische Phänomene werden durch partielle Differenzialgleichungen beschrieben, etwa wie sich Strömungen in Flüssigkeiten entwickeln oder wie elastische Festkörper durch Krafteinwirkung verformt werden. Julian Fischer möchte herausfinden, ob man die Lösungen bestimmter partieller Differenzialgleichungen auch durch vereinfachte Modelle beschreiben kann. Das könnte Simulationsverfahren effizienter machen. Zum Beispiel für "zufällige heterogene Materialien".

Diese sind auf mikroskopischer Ebene ungleichmäßig aufgebaut und bestehen aus einem komplexen, zufälligen Muster, makroskopisch verhalten sie sich jedoch oft wie ein homogenes Material. "Unter welchen Bedingungen geschieht dies?", fragt Fischer. Um die Rolle des Zufalls bei mehrskaligen Problemen in Physik und Mechanik näher zu untersuchen, hat der 31-Jährige nun einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) bekommen. "Unter anderem geht es um die Frage, wie die zufällige mikroskopische Struktur und das nichtlineare Verhalten des Materials zusammenwirken, um ein effektives, homogenes Verhalten auf alltäglichen Längenskalen zu erzeugen."

Nach seiner Promotion an der Universität Erlangen-Nürnberg und Postdoc-Stellen an der Universität Zürich und am Max-Planck-Institut in Leipzig wurde der gebürtige Bayer 2017 im Alter von 27 Jahren der bis dahin jüngste Assistenzprofessor am Institute of Science and Technology (IST) Austria im niederösterreichischen Klosterneuburg.

"Er ist ein außergewöhnliches Talent auf dem Gebiet der partiellen Differenzialgleichungen", streute ihm IST-Professor László Erdos kürzlich in der Laudatio zur Verleihung des Förderungspreises der Österreichischen Mathematischen Gesellschaft Rosen. "Mir gefällt die Kreativität, die die Lösung mathematischer Probleme erfordert", sagt Fischer. "Dazu benötigt man üblicherweise einen völlig neuen Blickwinkel auf eine Fragestellung."