Nico Formanek

Nico Formanek
Am Sande 5
21335 Lüneburg
hpcnform@hlrs.de

BSc. Physik, TU Darmstadt, Darmstadt.

Titel: Calculations concerning the de Haas van Alphen effect for free electrons and for Bloch

electrons, Betreuer: Prof. Dr. N. Grewe

2009–2015 M.Sc. Physik, TU Darmstadt, Darmstadt.

Titel: Undecidabilty and emergence in cellular automata Betreuer: Prof. Dr. B. Drossel

2010–aktuell MA Technik und Philosophie, TU Darmstadt, Darmstadt.

Betreuer:Prof. Dr. C. Hubig

2016–aktuell Dissertation, HLRS, Stuttgart.

Thema: The transformation of science by computer simulation Betreuer:Dr. Andreas Kaminski,

Prof. Dr. Claus Beisbart

Veränderungen der Physik durch Computersimulationen

 In meiner Dissertation beschäftige ich mich mit der Veränderung der Physik durch Computersimulationen. Die zentrale These ist, dass es zur Bildung eines neuen Typs von physikalischen Theorien kommt: Theorien die speziell für Computersimulationen entwickelt wurden. Diese zeichnen sich, wie Simulationsmodelle, durch eine relative Autonomie von ihren Ausgangstheorien aus, vermitteln zwischen ihnen und Experimenten, sind aber im Gegensatz zu den Modellen abstrakt. Das heißt, aus den Simulationstheorien (Theorien für  die Simulation) lassen sich Simulationsmodelle ableiten, die dann mit experimentellen Resultaten verglichen werden können. Bislang hat sich die Wissenschaftstheorie vornehmlich mit Simulationsmodellen und deren Zusammenhang mit ihren Ausgangstheorien, die keine Simulationstheorien sind, beschäftigt.

Um die zentrale These zu illustrieren, erarbeite ich eine Fallstudie zur Quantenchromodynamik (QCD), die in ihrer Computerversion GitterQCD heißt. Die GitterQCD wurde in den 1970er Jahren aus der QCD allein zum Zweck der Computersimulation entwickelt. Im Laufe dieses Prozesses, kam es zur Ausformulierung und Uminterpretation der sogenannten Renormierungsgruppentheorie. Dabei handelt es sich um eine Metatheorie physikalischer Theorien, die deren Veränderung unter Skalentransformationen (z.B. Änderung der Längen bzw. Energien) beschreibt und in der heutigen Physik enorm wichtig ist. Die Renormierungsgruppentheorie löst, in der Interpretation von Wilson, ein Problem der Unendlichkeiten in Quantenfeldtheorien. Diese Interpretation taucht etwa gleichzeitig mit der GitterQCD auf, an deren Entstehung Wilson auch maßgeblich beteiligt war.

Am MECS würde ich gerne diese historische Linie weiterverfolgen und den Einfluss von Ideen aus der Computersimulation von QCD (z.B. Diskretisierung auf dem Gitter) auf die Renormierungsgruppentheorie nachzeichnen. Meines Erachtens lässt sich dies bereits an Kadanoffs pädagogischer Version des Renormierungsverfahrens über Blockspintransformationen (ausgehend vom Isingmodell) durchführen. Allerdings kommt dieses Verfahren historisch nach Wilsons Reinterpretation der Renormierung und es stellt sich die Frage, ob Wilson von ähnlichen Ideen geleitet wurde.