Mit den ASTRA-Preisen richtet sich der Österreichische Wissenschaftsfond FWF an herausragende Postdocs und möchte diesen den Sprung an die Spitze ihres Forschungsfelds ermöglichen. Gelingen soll dies mit bis zu 1 Millionen Euro Projektförderung.
Die ASTRA-Preise werden heuer erstmalig vergeben und lösen die START-Preise ab, die bislang als wichtigste österreichische Auszeichnung für junge Wissenschaftler_innen galten. In diesem Jahr konnten sich gleich drei Forschende der TU Wien durchsetzen und einen ASTRA-Preis einwerben.
Michael Wallner vom Institut für Diskrete Mathematik und Geometrie (Projekt: Universal Phenomena in Analytic Combinatorics), Jan Dreier vom Forschungsbereich Algorithms and Complexity (Projekt: Universal Phenomena in Analytic Combinatorics) und Gerben Oling (Projekt: Transcending the Boundaries of Holography) konnten das Kuratorium und die internationale Jury von ihren Projekten überzeugen. Insgesamt wurden 18 Preise vergeben.
Michael Wallner: Untersuchung diskreter Strukturen
Manche Dinge in der Mathematik sind kontinuierlich – zwischen zwei Zahlen lassen sich immer unendlich viele weitere finden. Ein geometrisches Objekt kann man um einen beliebigen Winkel drehen. Die diskrete Mathematik hingegen befasst sich mit Strukturen, die aus einzelnen, unterscheidbaren Elementen bestehen. Dazu gehört beispielsweise die Theorie von Netzwerken, deren Punkte man auf unterschiedliche Weise miteinander verbinden kann. Das hat Anwendungen in vielen Forschungsbereichen – etwa bei Datenstrukturen in der Informatik, aber auch in der Evolutionsbiologie, wo komplizierte Abstammungsbäume die Verwandtschaft von Spezies visualisieren.
In seinem Projekt Universal Phenomena in Analytic Combinatoricsuntersucht der Mathematiker Michael Wallner große diskrete Strukturen. „Oft kann man sie unabhängig von konkreten Details durch ganz bestimmte globale Eigenschaften charakterisieren“, sagt Michael Wallner. „Wir möchten nun mit Hilfe von Methoden der Kombinatorik, der komplexen Analysis und der Wahrscheinlichkeitstheorie eine einheitliche Theorie für unterschiedliche Phänomene entwickeln, die bisher nur separat beobachtet wurden.“
Michael Wallner wuchs im Burgenland auf. Er studierte Mathematik an der TU Wien. Danach ging er an die Brunel University in London, wo er einen weiteren Master in Computational Mathematics with Modelling abschloss. Für seine Dissertation kehrte er an die TU Wien zurück, wo er sich 2023 schließlich auch habilitierte. Dazwischen arbeitete er als Postdoc in Taipei, Paris und Bordeaux.
Jan Dreier: Probleme zerlegen, um diese zu lösen
Computerprogramme scheitern häufig an der enormen Komplexität und Vielfalt moderner Datennetze. Dabei sind viele algorithmische Probleme schnell und einfach zu lösen. In seinem Projekt UNISTRUC: Unified Structural Foundations of Tractability erforscht der Informatiker Jan Dreier die verborgenen Strukturprinzipien solcher Netzwerke – von Straßenkarten bis hin zu sozialen Netzwerken. Dabei vereint er erstmals die beiden führenden theoretischen Konzepte, Sparsity und Twin-Width, in einem gemeinsamen theoretischen Rahmen. Beide Konzepte kommen aus der Graphentheorie.
Mit seinem Team entwickelt Dreier innovative Zerlegungsmethoden, die es ermöglichen, selbst scheinbar chaotische Strukturen effizient zu verarbeiten. Jan Dreier erklärt: „In der ersten Phase zerlegen die entwickelten Algorithmen die Eingabe Schritt für Schritt in immer kleinere Happen. In der zweiten Phase werden diese kleinen Happen dann wieder zusammengesetzt, und dabei das algorithmische Problem gelöst.“ Das Ziel ist, ein einheitliches Zerlegungsverfahren zu entwickeln, mit dem sich ein breites Spektrum an Eingaben effizient in handhabbare Teile zerlegen lässt. In der Informatik wird bereits seit mehr als 20 Jahren nach einer geeigneten Lösung gesucht. Mit dem neuen Ansatz schafft UNISTRUC eine Brücke zwischen Logik, Kombinatorik und Algorithmen-Design und legt die Grundlagen für effizientere und leistungsfähigere Computerprogramme der Zukunft.
Jan Dreier studierte an der RWTH Aachen Informatik und promovierte mit Auszeichnung, ebenfalls an der RWTH Aachen, Ende 2020 auf dem Gebiet der theoretischen Informatik. Seit Abschluss seines Doktorats arbeitet Dreier als Postdoc am Forschungsbereich Algorithms and Complexity an der TU Wien. 2021 erhielt Jan Dreier den LICS Distinguished Paper Award.
Gerben Oling: Schwarze Löcher verstehen
Schwarze Löcher sind faszinierende Objekte und tauchen in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie auf, in der Raum und Zeit zu einer geometrischen Raumzeit vereint werden. Schwarze Löcher haben einen Ereignishorizont, dem nicht einmal Licht entkommen kann. Wir wissen wenig darüber, was hinter diesem Horizont passiert, aber wir vermuten schon lange, dass sich die Raumzeit immer schneller zusammenzieht und dehnt, während die Gravitationskraft zunimmt. „Es gibt verschiedene Ideen, die auf Einsteins Gravitationstheorie beruhen, aber da die Gravitation hinter dem Horizont schwarzer Löcher sehr stark ist, ist es schwer zu sagen, ob diese Ideen korrekt sind“, gibt Gerben Oling zu bedenken. Schwarze Löcher lassen sich aber nicht nur direkt mit Einsteins Relativitätstheorie beschreiben, sondern auch indirekt mithilfe eines sogenannten holografischen Wörterbuchs beschreiben, was gewisse Vorteile liefert.
In seinem Projekt Transcending the Boundaries of Holography wird Oling neue geometrische Methoden anwenden, um Einsteins Theorie in diesem schwierigen Bereich zu ergründen und versuchen, die Raumzeit hinter dem Horizont mit dem holographischen Prinzip zu verknüpfen. Gleichzeitig soll das holografische Wörterbuch um realistischere Bedingungen, wie wir sie in unserem Universum vorfinden, erweitert werden. Ein solches Wörterbuch macht es möglich, Fragen über schwarze Löcher in die Sprache der Quantenmechanik zu übersetzen und diese aus einer neuen Perspektive zu betrachten.
Gerben Oling studierte Mathematik sowie Physik und Astronomie an der Universität Amsterdam (NLD). Nach seiner Promotion im Jahr 2018, ebenfalls an der Universität Amsterdam, arbeitete er als Postdoc an der Universität Kopenhagen (DNK). Anschließend arbeitete er von 2021 bis 2023 bei Nordita, der Königlich Technischen Hochschule (KTH), und der Universität Stockholm (SWE) als Postdoc. 2023 wechselte Gerben Oling an die Universität Edinburgh (UK), mit dem ASTRA-Grant wird er nun an das Institut für Theoretische Physik der TU Wien kommen.
Rückfragehinweis
Dr. Michael Wallner
Technische Universität Wien
Institut für Diskrete Mathematik und Geometrie
michael.wallner@tuwien.ac.at
Dr. Jan Dreier
Technische Universität Wien
Forschungsbereich Algorithms and Complexity
jan.dreier@tuwien.ac.at
+43 1 58801 192146
Dr. Gerben Oling
Technische Universität Wien
Institut für Theoretische Physik
gerben.oling@ed.ac.uk
Aussender_innen:
Sarah Link, MA & Dr. Florian Aigner
Kommunikation
Technische Universität Wien
+43 664 60588 2412 (S. Link)
+43 664 60588 4127 (F. Aigner)
sarah.link@tuwien.ac.at
florian.aigner@tuwien.ac.at