Heidelberginstitutet för teoretiska studier

Heidelberg Institute for Theoretical Studies ( HITS gGmbH ) grundades 2010 av SAPs medgrundare Klaus Tschira genom hans stiftelse, " Klaus Tschira Stiftung ", som ett privat, icke-vinstdrivande forskningsinstitut. HITS bedriver grundforskning som involverar bearbetning av strukturering och analys av stora mängder data inom naturvetenskap, matematik och datavetenskap. Forskningsämnena sträcker sig från molekylärbiologi till astrofysik. Aktieägare i HITS är " HITS-Stiftung ", Heidelbergs universitet och Karlsruhe Institute of Technology (KIT) . HITS samarbetar med universitet och forskningsinstitut, samt med industriella partners. De främsta externa finansieringskällorna är det federala ministeriet för utbildning och forskning, den tyska forskningsstiftelsen och Europeiska unionen.

Forskargrupper

För närvarande består HITS av följande forskargrupper:

Astroinformatik (AIN)

Astroinformatikgruppen utvecklar nya metoder för att analysera och bearbeta den ökande mängden data inom astronomi. Tillvägagångssätten för denna grupp är baserade på maskinell/statistisk inlärning och hjälper forskarna att utföra de nödvändiga analyserna.

Computational Carbon Chemistry (CCC)

Computational Carbon Chemistry-gruppen använder den senaste beräkningskemi för att utforska och utnyttja organiska material, med fokus på grafenbaserade material, på grund av deras många fördelar jämfört med konventionella oorganiska motsvarigheter. Gruppen utvecklar datorbaserade verktyg och koncept för att designa och screena nya grafenbaserade material och enheter med målapplikationer inom metallfri katalys och molekylär elektronik.

Computational Molecular Evolution (CME)

Gruppen Computational Molecular Evolution utvecklar metoder, ny programvara och nya datorarkitekturer för att beräkna fylogenier (evolutionära träd). Dessutom ger den expertis inom parallellberäkning och datorarkitektur till andra forskargrupper. Den underhåller och driver också det vetenskapliga datorklustret och IT-infrastrukturen på HITS.

Beräkningsstatistik (CST)

Gruppen Computational Statistics arbetar med matematiska grunder och statistisk metodik för prognoser. Syftet är att utveckla metoder för probabilistiska prognoser , för att generera prediktiva sannolikhetsfördelningar för framtida händelser och kvantiteter. Till exempel används probabilistiska prognoser i väderprognoser och ekonomi. Gruppens andra forskningsinriktning är rumslig statistik, som handlar om analys och tolkning av rumsligt distribuerad data.

Data Mining and Uncertainty Quantification (DMQ)

Data Mining and Uncertainty Quantification-gruppen använder sig av den senaste tekniken från områdena High Performance Computing och Uncertainty Quantification för att kvantifiera osäkerheter i stora datamängder mot tillförlitliga insikter i Data Mining.

Grupper och geometri (GRG)

Gruppen och geometrigruppen undersöker olika matematiska problem inom områdena geometri och topologi, som involverar samspelet mellan geometriska rum, såsom Riemannska grenrör eller metriska rum, och grupper, som uppstår till exempel från symmetrier, som verkar på dem.

Molekylär biomekanik (MBM)

Gruppen Molecular Biomechanics utvecklar simuleringstekniker och kontinuummekaniska modeller för att identifiera kraftbärande strukturelement i komplexa biologiska material och för att modifiera dem så att de har vissa önskade egenskaper. Det övergripande målet är att undersöka hur proteiner reagerar på mekaniska krafter och varför.

Molecular and Cellular Modeling (MCM)

Gruppen Molecular and Cellular Modeling upptäcker och simulerar beteendet hos molekyler med datorstödda metoder och mjukvaruverktyg. Dessutom utvecklar de interaktiva webbaserade visualiseringsverktyg och applikationer för komplexa molekylära simuleringar.

Natural Language Processing (NLP)

Gruppen Natural Language Processing fokuserar på diskursens semantik och pragmatik . Gruppen utvecklar mjukvara som underlättar den multimodala dialogen mellan användare och maskiner. Syftet är att använda datorn för att förstå och generera språk och texter och att använda datorer mer naturligt på sikt.

Stjärnobjektens fysik (PSO)

Physics of Stellar Objects-gruppen bedriver forskning om stjärnor och stjärnexplosioner. Ett av gruppens huvudmål är att simulera termonukleära explosioner av vita dvärgar, som leder till supernovor av typ Ia.

Vetenskapliga databaser och visualisering (SDBV)

Gruppen Vetenskapliga databaser och visualisering fokuserar på vetenskapliga databaser och på visualisering av vetenskaplig data. Målet är att konsolidera kunskap spridd över hela världen och att göra den lättillgänglig för forskare.

Stellar Evolution Theory (SET)

Gruppen Stellar Evolution Theory undersöker massiva stjärnors turbulenta och explosiva liv. Gruppen fokuserar på massiva binära stjärnor och den komplicerade sammansmältningsprocessen. Sammanslagningar producerar starka magnetfält, och sammanslagningsprodukterna kan skapa högmagnetiserade neutronstjärnor i deras terminala supernovaexplosioner - dessa magnetiska neutronstjärnor, kända som magnetarer, är de starkaste magneterna i universum.

Theory and Observations of Stars (TOS)

Theory and Observations of Stars-gruppen undersöker de fysiska processerna som äger rum i stjärnor och hur dessa förändras som en funktion av stjärnutvecklingen. Gruppen fokuserar på lågmassa huvudsekvensstjärnor, subjättar och röda jättar och använder en metod som kallas asteroseismologi för sin forskning.

Tidigare forskargrupper

Följande forskargrupper har forskat vid HITS:

Computational Biology (CBI)

CBI-forskargruppen startade 2013 på HITS under juniorgruppledaren Siegfried Schloissnig. Gruppen undersökte arvsmassan hos salamandrar och plattmaskar. Efter nästan fem år av intensiv forskning lyckades Schloissnig och hans team – tillsammans med kollegor från Dresden och Wien – dechiffrera genomet från den mexikanska salamandern Axolotl och plattmasken Schmidtea mediterranea. Båda djuren är viktiga organismer i regenereringsforskningen. Forskningsresultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature . Sedan början av 2018 fortsätter Siegfried Schloissnig sin forskning vid Institutet för molekylär patologi (IMP) i Wien.

Högenergiastrofysik och kosmologi (HAC)

HAC forskargruppen startade 2016 på HITS. Gruppledaren Christoph Pfrommer arbetade på HITS sedan 2010, gjorde sin habilitering där och fick ett ERC Consolidator Grant som gjorde det möjligt för honom att bygga upp sin egen juniorforskargrupp på HITS. Från och med 1 april 2017 leder Pfrommer forskargruppen Cosmology and Large-scale Structure vid Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) och professor i astrofysik vid University of Potsdam. Hans grupp stannade på HITS till sommaren 2017 och flyttade sedan också till Potsdam.

Teoretisk astrofysik (TAP)

TAP-gruppen startade i mars 2013 på HITS under gruppledaren Volker Springel. Springel designade och implementerade de största och mest omfattande datorsimuleringarna av universum hittills: Millennium Simulation 2005, "Illustris" Simulation 2014 och "Illustris TNG" Simulation 2018. Han fungerade som ledare för forskargruppen "Theoretical Astrophysics" vid HITS från mars 2010 samtidigt som han arbetade som professor i teoretisk astrofysik vid Heidelbergs universitet. På HITS, bland många andra saker, förfinade Springel "Arepo"-koden som han hade utvecklat, och gjorde det därigenom möjligt att simulera galaxernas olika former och storlekar med superdatorer. Hittills har koden använts eller citerats i mer än 750 publikationer. Springel fick ett ERC Starting Grant 2012 och har varit en "Highly Cited Researcher" sedan 2014. Han blev medlem av National Academy of Sciences Leopoldina 2017. Från och med den 1 augusti 2018 tillträder han sin nya tjänst som direktör för Max. Planck Institute for Astrophysics i Garching. Springel hade redan utsetts till Max Planck-direktör förra året men fortsatte att arbeta på HITS och Heidelberg University till slutet av juli 2018.

externa länkar

• Institutets webbplats
• Klaus Tschira Foundation (på tyska)
• HITS på YouTube