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Was wir tun

Wie bewegen sich die elementaren Bausteine der Natur? Lassen sich Atome, Moleküle und Elektronen in Festkörpern und Materie gezielt und präzise steuern, und zwar auf allen Längen- und Zeitskalen?

Hinter diesen Fragen verbergen sich einige der größten und spannendsten Herausforderungen der heutigen Wissenschaft – und das zentrale Ziel des Centres for Ultrafast Imaging (CUI): Die Analyse grundlegender chemischer und physikalischer Prozesse im Bereich der Photonen- und der Nanowissenschaften.

Die Forscherinnen und Forscher gewinnen ein genaueres Verständnis fundamentaler Effekte wie etwa der Hochtemperatur-Supraleitung, des Auftretens verschiedener Arten von Magnetismus oder der Entstehung geordneter molekularer sowie biologischer und mesoskopischer Strukturen. Diese neuen Erkenntnisse erweitern unser Verständnis von Physik, Chemie und Biologie und werden letztlich in neuen Anwendungen im Bereich der Medizin sowie in neuartigen Materialien für die Hochtechnologie resultieren.

Live dabei: Atome, Moleküle, Elektronen in Aktion

Die Möglichkeit, Atome, Moleküle und Elektronen in Aktion direkt und live beobachten zu können, revolutioniert die Forschung insbesondere dort nachhaltig, wo Biologie, Physik und Chemie ineinander übergehen. Hamburg mit seinen hochentwickelten Quellen für Elektronen und Röntgenstrahlung sowie seinen Laserphysikeinrichtungen bietet ein einzigartiges Umfeld für die direkte Beobachtung atomarer Prozesse. Um solche hochkomplexen Vorgänge detailliert auf den relevanten Zeit- und Längenskalen untersuchen und auswerten zu können, ist die Expertise verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen und Kulturen erforderlich. Aus diesem Grund haben sich seit 2012 Forscherteams unterschiedlicher Ausrichtungen unter dem Dach des CUI-Exzellenzclusters zusammengefunden: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Bereiche der Physik und der Chemie – ergänzt durch Expertinnen und Experten aus Biologie und Medizin.

Ausbildung & Chancen

Für den Wissenschaftsstandort Deutschland ist es von fundamentaler Bedeutung, Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler gezielt zu fördern. Wichtiger Bestandteil des Clusters ist daher die Graduiertenschule. Diese bietet ein komplett neues Ausbildungsprogramm mit interdisziplinären Modulen speziell für das Forschungsprojekt. Darüber hinaus haben die Doktorandinnen und Doktoranden die Möglichkeit, sich durch die Organisation von Winter- und Sommerschulen, Kolloquien und Vortragsreihen aktiv an der Weiterentwicklung der Graduiertenschule zu beteiligen.

Gerade die physikalisch geprägten Bereiche der Naturwissenschaften sind heute immer noch stark männergeprägt. Alle Programme sind daher direkt mit dem Thema „Gender“ verlinkt; eine neue Professur – die Mildred Dresselhaus Gastprofessur – ist speziell für Frauen eingerichtet und lädt Spitzenwissenschaftlerinnen dazu ein, am CUI zu forschen.

Nicht unerheblich ist auch der Kontakt zu Schulen: CUI möchte das Interesse an den faszinierenden Darstellungsmöglichkeiten physikalischer und chemischer Prozesse wecken und den unmittelbaren Austausch mit den Wissenschaftlerteams fördern. Dazu gibt es das Schullabor „Light & Schools“, das Lehrgänge und Begleitmaterialien für Lehrerinnen und -lehrer sowie regelmäßige Führungen und Experimentierkurse für Schulklassen anbietet.

Exzellenzinitiative für Spitzenforschung

Der Exzellenzcluster zielt darauf ab, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ein exzellentes Umfeld für interdisziplinäre Spitzenforschung zu bieten. CUI wird als Forschungsprojekt der Universität Hamburg im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder bis einschließlich 2017 mit 25 Millionen Euro gefördert.