Physikalische Systeme, die in der Natur spontan entstehen, sind oft „ungeordnet“ in dem Sinne, dass ihnen jede Form von offensichtlicher Regelmäßigkeit in ihrem Verhalten, ihrer Struktur oder ihren Erscheinungen fehlt. Dies schränkt die Nachvollziehbarkeit realer Probleme erheblich ein und macht es schwierig, zuverlässige Vorhersagen zu treffen. Beispiele hierfür sind die Dynamik des Wettergeschehens, die Faktoren, die Erdbeben auslösen, die kollektive Bewegung von Zellen in biologischem Gewebe und sogar die Steuerung der menschlichen Mobilitätsmuster während einer Pandemie.
Kürzlich wurde aber entdeckt, dass einige ungeordnete Systeme eine bestimmte Form von verborgener Ordnung besitzen, die als „Hyperuniformität“ bezeichnet wird. Sie kann aufgedeckt werden, indem subtile Veränderungen der Fluktuationen des Systems über verschiedene Längenskalen hinweg untersucht werden. Dr. Zheng will in den kommenden zwei Jahren zusammen mit Düsseldorfer theoretischen Physikern das Phänomen der verborgenen Ordnung und ihre verschiedenen Verallgemeinerungen auf das Verständnis ungeordneter Systeme ausdehnen.
Dazu gehört nicht nur, die natürliche Entstehung verborgener Ordnung in komplexen Nichtgleichgewichtssystemen aufzudecken und mögliche kausale Ursprünge hiervon zu untersuchen. Auch will er Werkzeuge entwickeln, mit denen hyperuniforme sogenannte Metamaterialien entworfen werden können.
Dazu Gastgeber Prof. Dr. Löwen: „Metamaterialien sind künstlich hergestellten Strukturen, die neuartige, von der Natur abweichende physikalische Eigenschaften aufweisen. Sie sind auch für die Anwendung besonders interessant, sie können etwa ungewöhnliche optische Eigenschaften aufweisen, die ein Objekt unsichtbar machen könnten.“
Zur Person
Yuanjian Zheng (geb. 1988 in Singapur) studierte Physik an der US-amerikanischen Cornell-University (Bachelor 2013), arbeitete in der Folge an der Singapore University of Technology & Design und an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne und promovierte im Februar 2022 im Bereich Theoretische Physik an der Nanyang Technological University in Singapur. Seit Mai 2022 forscht er an der HHU als Humboldt-Forschungsstipendiat am Institut für Theoretische Physik II.
Dr. Zhengs Forschungsinteressen liegen auf dem Gebiet der statistischen Physik komplexer Systeme, insbesondere bei semi-analytischen Ansätzen, um Nichtgleichgewichtssysteme zu untersuchen. Hier beschäftigt er sich mit aktiven Materialien und mit der „Physik der Unordnung“. Unter anderem publizierte er bisher in Physical Review Letters, Physical Review und Soft Matter.
Humboldt-Forschungsstipendien für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung
Das Humboldt‐Forschungsstipendium steht für Forschende aller Nationen und Fachgebiete offen. Unterstützt werden überdurchschnittlich qualifizierte Postdocs bei Ihren Forschungsvorhaben in Deutschland. Ihnen soll so, im Anschluss an die Promotion, der Einstieg in eine wissenschaftliche Laufbahn ermöglicht werden.
Die Stipendiatinnen und Stipendiaten können an einer von ihnen ausgewählten Forschungseinrichtung ihr persönliches Forschungsvorhaben durchführen. Die maximal 24 Monate währende Förderung umfasst ein monatliches Stipendium, Reisekostenzuschüsse und individuelle Förderleistungen. Darüber hinaus kann das gastgebende Institut Forschungskostenzuschüsse erhalten.
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