Research Topics in Theoretical Physics: Dynamical and Complex Systems - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Die Studierenden haben die Methodenkenntnisse und Kompetenzen, die ihnen beispielsweise eine Promotion in Theoretischer Physik oder die Leitung physik-nah arbeitender Teams im Bereich der Modellierung oder Simulation in Wirtschaft oder im öffentlichen Dienst erlauben. Dabei können sie auf breite und fundierte Kenntnisse über komplexe physikalische und physik-nahe Systeme und speziell der Dynamik sowie Methoden zur Beschreibung derselben zurückgreifen.

Sie können reale bzw. realitätsnahe, physikalische Systeme entsprechend dem aktuellen Stand der Forschung charakterisieren und ihre Kenntnisse bei Bedarf selbstständig weiter vertiefen. Sie kennen aus den Vorlesungen und Übungen mehrere ausgewählte Gebiete der für Technische Physikerinnen und Physiker relevanten Teile der Theoretischen Physik des dynamischen Verhaltes wechselwirkender, ungeordneter oder komplexer System inklusive relativ einfach aufgebauter Systeme, die aber ein komplexes dynamische Verhalten zeigen. Sie kennen die wichtigen aktuelle Forschungsrichtungen in diesem Bereich und können neue Erkenntnisse bewerten und einordnen. Sie können das Gelernte auf neue Systeme anwenden, verallgemeinern, geeignete Modelle finden und so das Wesen des zu beschreibenden Systems erfassen und in einen umfassenden Kontext einordnen.
Die Studierenden haben die Fähigkeit der faktenbasierten Bewertung der Umweltbeeinflussung physikalisch-technischer Prozesse; sowie aktive Kompetenz bei der Kommunikation wissenschaftlicher Zusammenhänge mit Experten und Laien.
Die Studierenden können unter Anleitung wissenschaftlich arbeiten oder gleichwertigen Herausforderungen des nichtakademischen Arbeitsmarkts begegnen.

Vertiefte Kenntnis komplexer Systeme und deren Dynamik vor allem in potentiellen Arbeitsgebieten für Technische Physikerinnen und Physiker und der Methoden der theoretischen Physik zu deren Beschreibung.

Methodische Kenntnisse: Dynamische Analyse von zeitlichen und räumlichen Korrelationen und stochastische Beschreibungen physikalischer Systeme durch mehrdimensionale Bewegungsgleichungen; Methoden der Systemreduktion und der numerischen Simulation; Ansätze der KI zur Behandlung dynamischer Systeme.

Gegenstand der Vorlesung sind aktuelle Forschungsfragen aus einem oder mehreren der folgenden Gebiete: Nichtlineare Laser-Dynamik, Molekulardynamik, zeitabhängige Quantenmechanik, Physik sozio-ökonomischer Systeme, Dynamik ungeordneter Systeme, Theoretische Biophysik, Komplexe Netzwerke und ihre Dynamik, Spieltheorie und Evolution, Big Data & Neuronale Netze

mündliche Online-Prüfung mit internetfähigem PC mit Mikrophon und Kamera, z.B. Notebook

auf on-line verfügbare Inhalte und Originalarbeiten (vorwiegend englischsprachig) wird in den Vorlesungen hingewiesen; ergänzendes Material wird ausgedruckt oder über Moodle zur Verfügung gestellt; für Grundlagen gibt es zahlreiche gute, mehr oder weniger gleichwertige Lehrbücher