Antrittsvorlesungen von

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Lukas Einkemmer, BSc MSc PhD

Institut für Mathematik, Universität Innsbruck
und

Univ.-Prof. Dipl.-Phys. Dr. Tim Schrabback

Institut für Astro- und Teilchenphysik, Universität Innsbruck

  Dienstag, 21. November 2023

  17:00 Uhr

  Hörsaal C, NATWI-Gebäude, Campus Technik, Technikerstraße 25

  Anmeldung erbeten bis zum 08.11.2023 an brigitte.eller@uibk.ac.at (Mathematik)
         bzw. julia.moennich@uibk.ac.at (Astro- und Teilchenphysik)

Grußworte des Vizerektors für Forschung
Univ.-Prof. Mag. Dr. Gregor Weihs

Begrüßung und Vorstellung durch den Dekan der Fakultät für Mathematik, Informatik und Physik
Univ.-Prof. Dr. Alexander Ostermann

Solving high-dimensional plasma physics problems with dynamical low-rank approximation 
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Lukas Einkemmer, BSc MSc PhD

Constraining the cosmological model with weak gravitational lensing
Univ.-Prof. Dipl.-Phys. Dr. Tim Schrabback



Im Anschluss laden wir zu einem kleinen Buffet und Umtrunk ein.

Portraitbild Lukas Einkemmer

Lukas Einkemmer

Solving high-dimensional plasma physics problems with dynamical low-rank approximation 

Gaining a better understanding of plasma systems is essential in applications ranging from magnetically confined nuclear fusion to radiation therapy. However, solving high-dimensional kinetic equations (such as the Vlasov equation or the Boltzmann equations) numerically is extremely challenging. Methods that discretize phase space suffer from the exponential growth of the number of degrees of freedom, the so-called curse of dimensionality, while Monte Carlo methods converge slowly and suffer from numerical noise. In addition, standard complexity reduction techniques (such as sparse grids) usually perform rather poorly due to the lack of smoothness for such problems. Dynamical low-rank techniques approximate the dynamics by a set of lower-dimensional objects. For those low-rank factors, partial differential equations are derived that can then be solved numerically. We will show that such dynamical low-rank approximations work well for a range of kinetic equations due to their capacity to handle non-smooth solutions and the fact that in many situations important physical limit regimes are represented very efficiently by such an approximation (e.g. fluid or diffusive limits).

Lukas Einkemmer studierte an der Universität Innsbruck Mathematik und Physik und promovierte 2014 in der Mathematik. Seine Forschung wurde 2015 mit dem SciCADE (International Conference on Scientific Computation And Differential Equations) New Talent Award und 2016 mit dem Preis für wissenschaftliche Forschung der Landeshauptstadt Innsbruck ausgezeichnet. Neben Forschungsaufenthalten in Kalifornien (USA) und Tübingen (Deutschland) ist Lukas Einkemmer seit 2017 ein Assoziierter Professor an der Universität Innsbruck und wurde 2022 zum Universitätsprofessor berufen. Er wurde 2022 zum Sprecher des Doctoral College Computational Interdisciplinary Modelling (DK CIM) gewählt.

Die Forschung von Lukas Einkemmer beschäftigt sich mit dem effizienten Lösen von partiellen Differenzialgleichungen mithilfe von modernen Hochleistungscomputersystemen, insbesondere von hochdimensionalen Problemen, wie sie z.B.: in der Plasmaphysik benötigt werden, um die Physik von Fusionsreaktoren zu beschreiben. Hochdimensionale Probleme leiden unter dem sogenannten „Fluch der Dimensionalität“ und können daher oft selbst auf den größten Supercomputern der Welt nicht simuliert werden. In diesem Zusammenhang werden Verfahren zur Komplexitätsreduktion und numerische Methoden entwickelt und effizient auf Supercomputern implementiert. Diese Verfahren können dann dazu verwendet werden, um effiziente Simulationen durchzuführen und bieten dadurch Einblick in eine Reihe von Phänomenen der Naturwissenschaften, wie z.B.: Instabilitäten in der Plasmaphysik, Turbulenz in Gasen und Flüssigkeiten, die Ausbreitung von Überschallwellen und der Dynamik von (biologischen) Zellen.

Portraitbild Tim Schrabback

Tim Schrabback

Constraining the cosmological model with weak gravitational lensing

The expected statistical properties of the cosmic large-scale matter distribution depend sensitively on the cosmological model. As a result, accurate measurements of such statistics can be used to constrain cosmological parameters including the average matter density in the Universe, the amplitude of cosmic density fluctuations, the species-summed neutrino mass, and the properties of dark energy. As the main observational challenge, the matter distribution is dominated by invisible dark matter. The most direct approach allowing us to probe its distribution is provided by weak gravitational lensing. This effect describes image distortions which were imprinted onto the observed shapes of distant galaxies while their light passed through the gravitational potential of foreground matter fluctuations. After introducing this subject, results from current observing programs will be summarized, followed by an outlook to upcoming experiments.

Tim Schrabback studierte Physik an der Universität Bonn. Nach einer Promotionsförderung durch die Studienstiftung wurde er im Jahr 2008 ebenfalls an der Universität Bonn promoviert. Im Anschluss forschte er als Postdoktorand an der Universität Leiden und als KIPAC Fellow an der Stanford University. Zurück an der Universität Bonn leitete er daraufhin mehrere Forschungsprojekte, welche durch das deutsche Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert wurden. Zum Wintersemester 2022/2023 wurde Tim Schrabback zum Professor für Astrophysik mit Schwerpunkt Extragalaktik am Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck berufen. Er forscht im Bereich der beobachtungsgestützten Kosmologie mit einem Fokus auf der Analyse von Gravitationslinsendaten. Unterstützt durch zwei FFG-geförderte Projekte ist die von ihm geleitete Arbeitsgruppe insbesondere an der Auswertung der Beobachtungsdaten der neuen ESA Mission Euclid beteiligt.

Um Anmeldung bis spätestens Mittwoch, 08.11.2023 wird gebeten:

AR Brigitte Eller
Institutsreferentin
Institut für Mathematik
Technikerstraße 13/7. OG
A-6020 Innsbruck

brigitte.eller@uibk.ac.at
+43 512 507-53802

bzw.

Mag. Julia Mönnich
Institutsreferentin
Institut für Astro- und Teilchenphysik
Technikerstraße 25/8
A-6020 Innsbruck

julia.moennich@uibk.ac.at
+43 512 507-52091



Wir freuen uns auf Ihr Kommen!


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