Letzter Gemeinsamer Workshop der KIT-Zentren MathSEE-KCETA

Oktober-November 2022

Der letzte gemeinsame Workshop der KIT-Zentren MathSEE und KCETA wird geladene Redner aus Deutschland und Europa präsentieren, die an der Schnittstelle zwischen Mathematik und Teilchen- und Astroteilchenphysik arbeiten. Die Suche nach Workshop-Terminen und nach eingeladenen Rednern hat begonnen. Bitte tragen Sie hier Ihre Verfügbarkeit ein und senden Sie uns Ihre Vorschläge für eingeladene Redner, die Sie gerne treffen, sehen und hören möchten.

 

zweiter gemeinsamer Workshop: MathSEE-KCETA

7 Juli 2022: Triangle OPEN SPACE
quantum
MathSEE-KCETA Workshop

Die KIT-Zentren MathSEE und KCETA organisieren am 7. Juli im Triangle OPEN SPACE am KIT einen gemeinsamen Workshop zur Vertiefung der Zusammenarbeit zwischen Mathematikern und Teilchenphysikern. Wir laden Sie sehr herzlich zu dem Workshop ein.

Programm

8:30 - 9:00                         Welcome Coffee
9:00 - 9:10                         Introductions
9:10 - 9:30                         Parallel Finite Element Methods for Acoustic, Elastic, and Electro-Magnetic Waves (Niklas Baumgarten, Christian Wieners)
9:30 - 9:50                         High-frequency wave propagation in nonlinear media (Tobias Jahnke)
9:50 - 10:10                       Numerical methods on high-performance computers (Pratik Nayak)
10:10 - 10:30                     Higher-order time integration methods for Maxwell's equations on locally refined spatial grids (Pratik Kumbhar)
10:30 - 10:45                    Break
10:45 - 11:05                    Hyperuniform disordered structures (Günter Last)
11:05 - 11:25                    Optimal design of electromagnetically chiral scatterers (Tilo Arens)
11:25 - 11:45                    Topological data analysis and cancer research (Andreas Ott)
11:45 - 12:05                    Electric field simulations in the KIT Dark Matter group (Jan Behrens)
12:05 - 12:30                   Lunch Break
12:30 - 13:00                    Final Discussion and Next Steps

 

Background

Zum Verständnis der fundamentalen Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkungen sowie ihrer Bedeutung und Rolle bei der Entstehung und der Evolution der größten Strukturen des Universums werden große Experimente an Beschleunigern eingesetzt oder kosmische Strahlung mit einem Observatorium vermessen. In beiden Fällen erzeugen eine Vielzahl von Detektoren große Datenmengen, die gefiltert, gespeichert, ausgewertet und mit Simulationen und theoretischen Berechnungen verglichen werden müssen. In jedem dieser Schritte werden numerische Methoden und Algorithmen eingesetzt, um die physikalischen Parameter bestmöglich zu bestimmen.  

Die Interpretation von experimentellen Daten und theoretischen Vorhersagen könnten durch eine Zusammenarbeit zwischen den Wissenschaftler/innen von KCETA und Math- SEE auf eine neue Stufe gehoben werden. Dies erfordert fortgeschrittene mathematische Modellierung, Filterung und Analyse großer Mengen von simulierten Daten, deren Vergleich mit experimentellen Daten der Detektoren unter Berücksichtigung der mit diesen großen Datensätzen verbundenen Unsicherheiten. Um die Messdaten interpretieren zu können, werden sie mit aufwändigen numerischen Simulationen der physikalischen Prozesse sowie der Antwort der Detektoren auf diese Prozesse verglichen. Ein fortschrittlicher Modellierungsansatz, der nicht nur die bestehenden physikalischen Gesetze und Gleichungen für die Modellierung berücksichtigt, sondern auch die realen elementaren Prozesse in Form genau definierter Randbedingungen modelliert, könnte z. B. die Schauer der kosmischen Strahlung in mehrere, genau definierte Einzelprozesse zerlegen. In Zusammenarbeit mit der Mathematik könnten die Simulationsprogramme effizienter gestaltet und um neuartige Ansätze ergänzt werden.  

Die Berücksichtigung all dieser Faktoren erfordert eine neuartige Zusammenarbeit zwischen Teilchen- und Astroteilchenphysiker/innen und Mathematiker/innen, um Durchbrüche im Verständnis von komischen Strahlenschauern, Teilchenkollisionen und verwandten Phänomenen zu erzielen. Die Zusammenarbeit würde Mathematiker/inne/n Zugang zu realen Herausforderungen in der Physik verschaffen und gleichzeitig den Physiker/innen Vorteile aus Fortschritten in der mathematischen Modellierung bringen. Eine Auslotung der Potentiale einer vertieften und größer angelegten Zusammenarbeit ist für beide Zentren insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Beantragung im Rahmen von koordinierten Verfahren von großer Bedeutung.