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Physik: Humboldt-Forschungsstipendiatin an der HHU
Phasentrennung bei aktiver Materie

Die indische Physikerin Dr. Stephy Jose arbeitet im Rahmen eines Forschungsstipendiums für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung (AvH) seit Mai 2025 am Institut für Theoretische Physik II der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU). In der Arbeitsgruppe von Institutsleiter Prof. Dr. Hartmut Löwen will sie Phasenübergangsphänomene untersuchen. Auch biologische Zellen können solche Art von Materie verstanden werden, so dass die physikalischen Untersuchungen möglicherweise Aussagen über lebende Systeme zulassen.

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Dr. Stephy Jose arbeitet seit Mai 2025 als Humboldt-Forschungsstipendiat für Postdocs am Institut für Theoretische Physik II an der HHU. (Foto: HHU / David-Luc Adelmann)

Stephy Jose interessiert sich für statistische Nichtgleichgewichtsphysik und hierbei insbesondere für die sogenannte aktive Materie. Diese besteht aus sich selbst bewegenden Einheiten, die aufgrund interner oder externer Energiezufuhr aus dem Gleichgewicht geraten. Eine ihrer Forschungsfragen: Wie beeinflussen Rauschen und Selbstantrieb die räumliche und zeitliche Entwicklung dieser Materieart. 

Jose: „Dafür habe ich Techniken entwickelt, um große Abweichungen in der Bewegung aktiver Teilchen zu analysieren. Diese Abweichungen sind ein Schlüssel, um Fluktuationen in Nichtgleichgewichtssystemen zu verstehen. Mithilfe der fluktuierenden Hydrodynamik konnte ich untersuchen, wie Rauschen und Fluktuationen das makroskopische Verhalten von aktiven Systemen beeinflussen.“

Im Team von Prof. Löwen will Dr. Jose an der HHU Phänomene der Selbstorganisation und Phasentrennung in Systemen aktiver Materie studieren. Prof. Löwen: „Die aktive Phasentrennung, bei der sich bewegliche Einheiten spontan aufteilen, spielt eine wichtige Rolle bei verschiedenen biologischen und physikalischen Prozessen, beispielsweise bei der Zellteilung, der Gewebebildung und der Entstehung von Bakterienkolonien.“ 

„Ich will in Düsseldorf untersuchen, wie verschiedene Faktoren, zum Beispiel die Motilität – die Fähigkeit zur eigenständigen Bewegung –, Fluktuationen und räumliche Heterogenität die Phasentrennung beeinflussen. Damit steht auch die Frage im Raum, wie die mikroskopische Dynamik und das makroskopischem Phasenverhalten miteinander verbunden sind“, führt Jose ihren Forschungsplan aus. 

Hieraus können Physiker auch neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie kollektive Phänomene aus den Wechselwirkungen einzelner aktiver Teilchen entstehen. Die Humboldt-Stipendiatin will dies erreichen, indem sie theoretische Modelle mit rechnerischen und experimentellen Daten verbindet, um das komplexe Zusammenspiel der Faktoren zu erforschen, die diese Phasentrennungen bewirken.

Zur Person

Stephy Jose (geboren 1995 in Kerala in Indien) studierte Physik an die Mahatma Ghandi University in Kerala (Bachelor 2016) und der University of Hyderabad (Master 2019). Am Tata Institute of Fundamental Research in Hyderabad promovierte sie 2024 mit der Arbeit „Hydrodynamics and Fluctuations in Models of Active Particle Motion“. Nach der Promotion arbeitete sie zunächst als Postdoc weiter in Hyderabad, bevor sie im Mai 2025 auf ein Alexander von Humboldt-Forschungsstipendium an das HHU-Institut für Theoretische Physik II (Institutsleiter: Prof. Dr. Hartmut Löwen) nach Düsseldorf wechselte. 

Dr. Jose interessiert sich für Nichtgleichgewichtsphysik, insbesondere für aktive Materie, Transportphänomene, fluktuierende Hydrodynamik, und makroskopische Fluktuationstheorie. Sie überträgt physikalische Konzepte darüber hinaus auf die Populationsgenetik und auf evolutionäre Modelle. Bisher veröffentlichte Jose sieben Studien in begutachteten Zeitschriften, darunter Journal of Physics A und Physical Review E. 

Humboldt-Forschungsstipendien für Postdocs der Alexander von Humboldt-Stiftung

Das Humboldt‐Forschungsstipendium steht für Forschende aller Nationen und Fachgebiete offen. Unterstützt werden überdurchschnittlich qualifizierte Wissenschaftler dabei, ein Forschungsvorhaben in Deutschland zu verwirklichen. Ziel ist es, den Einstieg der Stipendiaten in eine wissenschaftliche Laufbahn zu ermöglichen. 

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 und weitere Unterstützungen. 

Weitere Informationen auf den Seiten der Humboldt-Stiftung.

Autor/in: Arne Claussen
Kategorie/n: Schlagzeilen, Pressemeldungen, Math.-Nat.-Fak.-Aktuell, Forschung Personalia
Dr. Stephy Jose und Prof. Dr. Hartmut Löwen im Gespräch im Büro des Instituts für Theoretische Physik II. Zoom

Zusammen mit Institutsleiter Prof. Dr. Hartmut Löwen will Dr. Jose Nichtgleichgewichtszustände von aktiver Materie untersuchen. Hieraus können auch Rückschlüsse auf biologische Systeme gezogen werden. (Foto: HHU / David-Luc Adelmann)