Mathematik in der Quantenphysik: Angelika Wiegele forscht und lehrt aktuell an der Universität zu Köln
Die Mathematikerin wurde als Mitglied der Global Faculty im Kernprofilbereich „Quantum Matter and Materials“ der Universität zu Köln zur Mitwirkung eingeladen. Sie arbeitet dort an der Schnittstelle zwischen Mathematik und Quantenphysik.
„Mathematik findet nicht im stillen Kämmerchen statt“, erzählt Angelika Wiegele, die als Professorin am Institut für Mathematik tätig ist. Vielmehr sei der Austausch mit Kolleg:innen essentiell, um neue Ideen zu entwickeln. „Wenn wir unsere Köpfe zusammenstecken, kommt dabei letztlich mehr raus als nur die Summe der Köpfe“, rechnet sie vor.
Aktuell ist Angelika Wiegele an der Universität Köln Teil der Global Faculty. Das Projekt sieht vor, dass die Kernprofilbereiche der Universität Köln Wissenschaftler:innen für einen beschränkten Zeitraum als Gastwissenschaftlerinnen einladen, die sich dann auch verpflichten, in Forschung und Lehre Beiträge zu liefern. Angelika Wiegele wurde von den Koordinator:innen dazu eingeladen, zu einem der Profilbereiche, in dem herausragende Forschungsarbeit geleistet wird, beizutragen.
Thematisch arbeitet sie dort zu „Quantum Matter and Materials“. Doch was hat die Mathematik mit der Physik zu tun? Wiegele erklärt: „Der Quantenzustand eines Teilchens lässt sich als semidefinites Optimierungsproblem beschreiben. Und genau zu diesen Optimierungsproblemen forsche ich, bisher aber bezogen auf einen völlig anderen Bereich, nämlich der kombinatorischen Optimierung.“ Im täglichen Austausch arbeitet Angelika Wiegele nun in Köln vor allem mit Mathematiker:innen und Physiker:innen zusammen, und zieht dabei das Fazit: „Wir können stark voneinander profitieren.“ Weil in Klagenfurt die Physik nicht als eigenes Fach vertreten ist, hat sich für Wiegele mit dem Aufenthalt in Köln eine einzigartige Chance ergeben: „Ich sehe jetzt Probleme, die ich aus einem anderen Blickwinkel schon sehr lange kenne, nun in einem völlig neuen Kontext. Sie treten in der Quantenmechanik völlig natürlich und als exakte Beschreibung auf und sind nicht, wie zum Beispiel in der kombinatorischen Optimierung, Approximationen an Probleme. Semidefinite Optimierung ist sozusagen die Quantenversion der linearen Optimierung.“
Das Engagement in der Global Faculty „Quantum Matter and Materials“ an der Universität Köln läuft in den Jahren 2022 und 2023. Aktuell ist Angelika Wiegele durchgehend für zwei Monate vor Ort. Mit dem Auslandsaufenthalt ging ein logistischer und bürokratischer Aufwand einher, der sich aber für sie durchaus lohnte. Gefragt danach, ob die Mathematik eine internationale Disziplin ohne kulturelle Unterschiede sei, erklärt sie: „In der Mathematik, aber auch in anderen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern, haben wir mit der mathematischen Sprache gleich ein Mittel der Verständigung, das global ist. Wir haben kaum mit kulturellen Barrieren zu kämpfen. Das gleiche gilt auch für die Studien: Der Studienplan für das Mathematikstudium unterscheidet sich weltweit nur wenig.“ Dass dies auch in der praktischen Umsetzung von Studienprogrammen sichtbar wird, beweist auch die Universität Klagenfurt: Das Masterstudium „Mathematics“ wird – zugänglich für internationale Studierende – seit 2018 in englischer Sprache angeboten.
