FWF-START-Preise-2020

Wie haben wir angefangen, Objekte als Werkzeuge zu verwenden? Um unsere eigene technische Evolution besser zu verstehen, ist es wichtig, die Hintergründe von Werkzeuggebrauch an Tieren zu erforschen. Vergleiche mit entfernt verwandten Tierarten, die ähnliche Fähigkeiten besitzen, können dabei äußerst informativ sein. Obgleich uns vom Goffini-Kakadu mehr als 300 Millionen Jahre Evolution trennen, kann er auf ähnlichem Level wie höhere Primaten spezifische Werkzeuge benutzen und sogar herstellen. Dieses Projekt wird die auslösenden Umstände von Werkzeuggebrauch bei einem Nichtprimaten von mehreren Perspektiven vergleichend untersuchen. Ziel ist, ein neues Modell für die Entstehung von Werkzeuggebrauch auszuarbeiten.

Abstimmbare (oder intelligente) Materialien sind eine besondere Klasse von Metamaterialien, die ihre Reaktion den Merkmalen der äußeren Umgebung anpassen können. Als solche gelten sie als die Zukunft für die optische Datenverarbeitung, Quanteninformation und Technologien der nächsten Generation. Das Projekt zielt auf drei grundlegende Fragen ab: Wie wird die effektive Materialantwort eines intelligenten Materials durch die Geometrie seiner Komponenten beeinflusst? Wie interagieren nichtlokale Effekte mit zeitlich veränderlichen Phasenübergängen und mit dem möglichen Auftreten von Mikrostrukturen? Wie interagieren die chiralen Eigenschaften eines aktiven Metamaterials mit seiner makroskopischen Abstimmbarkeit?

Das Hauptziel dieses Projekts ist es, die Beziehung zwischen universellen Spinmodellen und universellen Turingmaschinen sowie zwischen universellen Spinmodellen und Universalität in neuronalen Netzen zu entdecken und ihre Implikationen zu erforschen. Dieses Projekt wird klassische Spinmodelle, Maschinen und neuronale Netze auf die gleiche Stufe stellen, indem es strenge Verbindungen zwischen ihnen und ihren Konzepten der Universalität herstellt. Dies wird zu einer gegenseitigen Befruchtung von Ideen, Beweisen sowie Effizienz- und Begrenzungsergebnissen zwischen diesen bisher eher unverbundenen Disziplinen führen.

Die parametrisierte Komplexitätstheorie ist ein gut etabliertes Paradigma, das für die feinkörnige Analyse von Rechenproblemen verwendet wird. Es hat in zahlreichen Bereichen der Informatik großen Erfolg gehabt, doch existieren in der künstlichen Intelligenz (KI) und dem maschinellen Lernen (ML) deutliche Mängel in der Grundlagenforschung. Das Ziel dieses Projekts ist es, dies zu ändern und einerseits einen parametrisierten Werkzeugkasten für Probleme der KI und des ML zu entwickeln sowie andererseits eine Theorie der parametrisierten Stichprobenkomplexität zu etablieren. Dadurch wird das Projekt unser Verständnis dafür verbessern, welche KI- und ML- Probleme effizient gelöst werden können.

Das Projekt untersucht die Bedeutung des Lyrikvortrags für die jüngere britische Literaturgeschichte unter Berücksichtigung des ästhetischen und semantischen Potenzials der mündlichen Darbietung, der alternativen institutionellen Strukturen, Publikationskanäle, Karrierewege, Präsentationsformate, Stile und poetischen Gattungen, die aus der Performance-Szene hervorgegangen sind. Damit wird ein Prototyp und Werkzeugkasten für einen neuen Zweig der historisch-literarischen Forschung auch jenseits des britischen Kontexts bereitgestellt. Das Projekt wird wesentliche Grundlagenarbeit leisten, um die Performance-Forschung für Lyrik als einen interdisziplinären Forschungszweig international zu etablieren.

Seit der Entdeckung von Graphen, dem ersten isolierten zweidimensionalen Material, dauerte es noch mehr als ein Jahrzehnt, bis Ferromagnetismus in 2DMaterialien nachgewiesen wurde, allerdings nur bei tiefen Temperaturen und fehlender Stabilität an Luft. Zur Überwindung dieser Nachteile zielt das Projekt auf die Erforschung von eisenreichen Talkkristallen und Schicht-Hydroxiden – seltene Mineralien, die bisher auf der Suche nach magnetischen Einzellagen übersehen wurden. Mit dem gewonnenen Wissen ist die Züchtung synthetischer magnetischer Schichtsilikat-Einzellagen geplant. Die Resultate lassen einen Durchbruch auf dem Gebiet des 2D-Magnetismus und neue Anwendungen von Datenspeicherung bis hin zu Biotechnologie erwarten.

Photochemische Prozesse, bei denen Atome und Moleküle unter Einwirkung von Licht neue Verbindungen eingehen, sind für unser Leben von größter Bedeutung. Obwohl dabei insbesondere UV-Strahlung die relevanten elektronischen Anregungen am Anfang einer Reaktion auslöst, sind spektroskopische Informationen in diesem Spektralbereich bisher häufig unzureichend. Gestützt auf modernste Entwicklungen der Lasertechnologie wird ELFIS die Absorptionsspektroskopie in diesem Frequenzbereich erweitern und verspricht einen neuen Blick auf die lichtinduzierte Dynamik in Molekülen, was von unmittelbarer Relevanz sowohl für die Grundlagenforschung als auch die Umweltsensorik ist.