Dr. Lorenz von Smekal

Fachschaft: Was macht für Sie die Faszination der Physik aus?

von Smekal: Physik bedeutet, die Naturgesetze zu verstehen und was die Welt im Innersten zusammenhält. Die Faszination besteht darin, die Sprache der Mathematik und unsere Fähigkeit zum logischen Denken zu nutzen, um zu entschlüsseln, wie die Natur funktioniert.

Fachschaft: Warum haben Sie sich für ein Physikstudium entschieden?

von Smekal: Ich war in der Schule wie wahrscheinlich die meisten Physiker sehr gut in Physik und Mathematik, daher war es naheliegend, sich für das zu entscheiden, was mir leicht gefallen ist. Natürlich hat es mich auch interessiert. Der Weg war das Ziel, durch die Schule angeregt wollte ich mehr über Physik lernen.

Ich hätte auch Mathematik studieren können, fand aber zu der Zeit, dass Mathematik für mich eine Spur zu abstrakt war. Ich war speziell an dem interessiert, was nicht nur möglich, sondern auch für die Beschreibung der Natur relevant ist.

Fachschaft: Würden Sie wieder Physik studieren?

von Smekal: Ich würde es wahrscheinlich wieder tun, es war immer sehr spannend und hat mich zu jeder Zeit gefesselt und interessiert, mehr kann man kaum erwarten. Es ist ein großer Luxus, wenn man es schafft, sein Hobby zum Beruf zu machen. Das ist mir glaube ich gelungen.

Fachschaft: Wie war ihr Werdegang?

von Smekal: Ich habe an der TU München Allgemeine Physik studiert und im Hauptstudium gemerkt, dass mir die theoretischen Vorlesungen mehr Spaß gemacht haben. Nach meiner Diplomarbeit habe ich in Tübingen meine Doktorarbeit in Quantenfeldtheorie geschrieben. Als Post-Doc war ich dann am Argonne National Laboratory in der Nähe von Chicago. Dort war ich in der Theoriegruppe und habe in nichtstörungstheoretischer Quantenfeldtheorie und Hadronenphysik gearbeitet. Von dort bin ich an die Universität Erlangen-Nürnberg gegangen, habe mich habilitiert und Vorlesungen gehalten, die auch gut ankamen.

Dort habe ich auch im Bereich der medizinischen Bildgebung gearbeitet. Das war auch sehr spannend und interessant, da ich meine mathematischen und physikalischen Fähigkeiten mal ganz anders anwenden konnte.

Anschließend habe ich ein Angebot der University of Adelaide in Südaustralien angenommen und dort Vorlesungen gehalten und Studenten betreut.

Im April 2009 habe ich mich entschieden, nach etwas mehr als vier Jahren wieder zurück nach Deutschland zu kommen, da ich die Chance hatte, hier an der TU Darmstadt zu arbeiten. Darmstadt ist in unserem Bereich, der Hadronenphysik, auch wegen der großen experimentellen Programme an der GSI ein wichtiges Zentrum. Insbesondere die theoretischen Programme um die dort geplante Facitity for Antiproton and Ion Research (FAIR) passen sehr gut zu meinen Forschungsinteressen und das hat mich hierher geführt.

Fachschaft: Womit genau beschäftigt sich Ihre Arbeit denn?

von Smekal: Es geht generell um nichtstörungstheoretische Methoden in der Quantenfeldtheorie. Das brauchen wir in der Hadronenphysik zum Beispiel um zu verstehen, warum die stark wechselwirkenden Hadronen zwar aus Quarks aufgebaut sind, diese Quarks aber nie einzeln als frei existierende Teilchen auftreten, oder woher Hadronen wie das Proton und das Neutron ihre Massen haben.

Wenn man das alles beschreiben kann, ist die nächste Frage, was mit Hadronen bzw. hadronischer Materie passiert unter extremen Bedingungen wie Temperaturen, wie sie im frühen Universum geherrscht haben, oder Dichten wie im Inneren von Neutronensternen, und wie man sie heute teilweise in Teilchenbeschleunigern herstellen kann. Das führt dazu, das Phasendiagramm der Quantenchromodynamik verstehen zu wollen, die als die Theorie der starken Wechselwirkung ein Teil des Standardmodells ist, und weitere Aufschlüsse über die Entwicklung des frühen Universums zu erhalten.

Unsere Methoden reichen von Monte-Carlo-Simulationen im Rahmen der Gittereichtheorie bis hin zu Renormierungsgruppen-Methoden und effektiven Modellen für die QCD.

Fachschaft: Welche Erwartungen stellen Sie an Bachelor- und Masterstudenten, die bei Ihnen ihre Thesis schreiben wollen?

von Smekal: Man sollte natürlich unsere Begeisterung und unser Interesse an der theoretischen Physik teilen. Das ist das Allerwichtigste, es muss einem Spaß machen und liegen.

Praktisch gesehen sind alle Theorievorlesungen wichtig, insbesondere Statistische Physik, Elementarteilchenphysik und Quantenfeldtheorie. Quantenmechanik versteht sich als Grundlage von selbst.

Es lassen sich für Bachelorarbeiten aber Detailprojekte finden, die zunächst auch ohne Vorkenntnisse in der Quantenfeldtheorie zu bearbeiten sind, wobei sich die volle Bedeutung und Hintergründe dann im weiteren Verlauf des Studiums erschließen.

Fachschaft: Was würden Sie Erstsemestern mit auf den Weg geben?

von Smekal: Es ist schwer, einen globalen Rat für alle Studenten zu geben. Es ist für viele am Anfang sehr wichtig, sich die Grundlagen aus dem Schulunterricht wieder in Erinnerung zu rufen, dabei kann auch die Rechenmethoden-Vorlesung helfen. Das Handwerkszeug erscheint zwar häufig trocken, aber es ist wichtig, um Physik zu beschreiben und Probleme formulieren und lösen zu können.

Mein Rat ist, dass man das Fernziel, die Physik besser verstehen zu wollen, nicht aus den Augen verlieren und sich nicht von vorübergehend unüberwindbar scheinenden Bergen zu sehr abschrecken lassen darf. Man sollte immer versuchen, die gestellten Aufgaben zeitgemäß abzuarbeiten und das Material der Vorlesungen zeitnah zu verstehen. Viele machen den großen Fehler, Dinge zu verschieben, die sie nicht gleich verstehen. Das ist eine schlechte Strategie, weil der Stoff aufeinander aufbaut. Stattdessen sollte man von Anfang an mitarbeiten und so lange nachfragen oder mit Kommilitonen diskutieren, bis man das in der Vorlesung Gehörte verstanden hat, und so zu jeder Zeit versuchen, dabei zu sein, auch wenn das manchmal mehr Disziplin erfordert als einem lieb ist.

Man sollte in den ersten Semestern bis hin zum Bachelor herausfinden, was einen besonders interessiert. Die Physik ist sehr vielschichtig, da findet wahrscheinlich jeder Aspekte, die ihn besonders begeistern. Aber man muss sich in der Ausbildung manchmal auch um die Dinge kümmern, die einem nicht so liegen und davon sollte man sich nicht zu sehr abschrecken lassen.

Darüber hinaus hoffe ich, dass die Studenten ihre Freude an der Physik beibehalten und weiter vertiefen.

Fachschaft: Welche Bedeutung hat die Rechenmethoden-Vorlesung Ihrer Meinung nach?

von Smekal: Das Wichtige ist, dass man ein gewisses Handwerkszeug mitbekommt, das man in den späteren Vorlesungen benutzen kann. Dass wir das gleich am Anfang in der kondensierten Form der Rechenmethoden machen, hat auch den Vorteil, dass man von vornherein eine Art Straßenkarte im Kopf hat, mit der man in den Mathematikveranstaltungen später die Dinge wiedererkennt und weiß, was man davon speziell für die Physik braucht.

Der Schwerpunkt liegt darauf, die Methoden der Mathematik anwenden zu können und zu wissen, wie sie funktionieren, aber nicht die Grundlagen zu beweisen. So ist man für die weiteren Physikvorlesungen bereit, während man die mathematischen Grundlagen noch beigebracht bekommt.

Fachschaft: Für wie wichtig halten Sie die Übungen im Vergleich zu den Vorlesungen?

von Smekal: Übungen sind generell absolut notwendig, auch bei dieser Veranstaltung, um eben diese Methoden zu "erlernen". Das ist gerade der Knackpunkt, man kann dies nicht erlernen, wenn man es nicht selber praktisch anwendet. Man hat bei den Übungen die Kontrolle, ob man es verstanden hat und auf dem nötigen Level anwenden kann.

Ohne die Übung zur Rechenmethodenvorlesung macht diese Veranstaltung gar keinen Sinn.

Fachschaft: Wie war Ihr eigener Start ins Physikstudium?

von Smekal: Wir hatten damals an der TU München keine Veranstaltung wie die Rechenmethoden, dafür aber eine sehr fundierte Mathematikausbildung in Analysis und Lineare Algebra. Das hat uns damals alle sehr stark im Grundstudium beschäftigt. Es hat zwar schon Spaß gemacht, war aber dennoch eine große Herausforderung.

Gerade am Anfang hatten wir deshalb aber auch in den Physikvorlesungen einige Probleme. Mit unserer Schulmathematik war nicht immer klar, warum und wie manche physikalischen Probleme gelöst wurden.

Daher finde ich es wichtig und gut, dass speziell auf die mathematischen Methoden eingegangen wird, damit man lernt, wie man mit verschiedenen Problemen umzugehen hat.

Fachschaft: Sie sind ja noch nicht allzu lange hier in Darmstadt und an der TU beschäftigt. Wie ist denn so Ihr erster Eindruck von der TU und der Stadt Darmstadt?

von Smekal: Ich fühle mich hier sehr, sehr wohl. Die TU Darmstadt bietet für mich das ideale Umfeld für meine Forschung, da hier sehr aktiv in der Kernphysik, Hadronenphysik und der Quantenfeldtheorie geforscht wird und natürlich auch die Nähe zur GSI besteht. Soweit ich bisher gesehen habe, gibt es an der TU Darmstadt viele interessierte, begeisterte und aktive Physikstudenten, von denen wir auch profitieren.

Um die Stadt Darmstadt kennen zu lernen hatte ich leider noch nicht all zu viele Gelegenheiten. Aber die Größe der Stadt ist für mich mit meiner Familie und zwei Schulkindern sehr angenehm. Diese Wissenschafts-, Hochschul- und Kulturstadt ist mit ihrer Größe doch recht angenehm ruhig und es ist eine heile Welt, wie man sie sich ja nur wünschen kann.

Wir waren zum Beispiel hier neulich auch in der Oper, und bei Bedarf man hat mit Frankfurt ja auch gleich eine Großstadt vor der Haustür.

Fachschaft: Haben Sie einen Geheimtipp für Erstsemester?

von Smekal: (lacht) Dazu habe ich mir wahrscheinlich selber noch zu wenig angeschaut. Da sind in der Regel die Studenten besser informiert, auch weil ich mich mittlerweile mehr auf Familienaktivitäten konzentriere. Vielleicht wäre da der Kletterwald, der recht aufregend ist.

Fachschaft: Vielleicht daran anschließend: Was machen Sie in ihrer Freizeit außerhalb der Physik noch so?

von Smekal: Meine Familie und ich sind sehr naturverbunden und so gehen wir oft raus, auch in die Berge oder ans Meer, gerade jetzt auch in den Ferien. Hierbei besonders beliebt sind Radtouren, Bergsteigen oder auch Skifahren.

Daneben gehe ich noch gerne in die Oper, was in den letzten Jahren mit kleineren Kindern eher nicht so häufig der Fall gewesen ist. Generell höre ich gerne Musik, habe auch früher einmal Cello gespielt, wofür ich mittlerweile leider keine Zeit mehr habe.

Außerdem bin ich früher noch gesegelt.

Fachschaft: Welche Musik hören Sie denn gerne?

von Smekal: Also das ist sehr verschieden. Ich höre sehr gerne klassische Musik, aber auch Rockmusik aus meiner Generation. Aber auch modernerer Popmusik, wie ich sie von meinen Kindern zu hören bekomme, bin ich teilweise nicht abgeneigt.

Fachschaft: Kennen Sie einen Physikerwitz?

von Smekal: Soll ich spontan einen her zaubern? (lacht) Die meisten dürften ja bereits bekannt sein...

Fachschaft: Vielleicht haben Sie einen aus Australien mitgebracht?

von Smekal: (lacht) Es gibt ja ganz viele mit einem Ingenieur, einem Mathematiker und einem Physiker, wobei letzterer natürlich immer am besten abschneidet.

Vielleicht den, wo die drei zusammen im Zug durch Schottland fahren. Der Ingenieur sieht durchs Fenster ein schwarzes Schaf und sagt: "Seht mal Jungs, in Schottland sind die Schafe schwarz!" Und der Physiker erwidert: "So kannst du das nicht sagen. Du kannst höchstens sagen, dass es in Schottland schwarze Schafe gibt." Der Mathematiker schüttelt den Kopf und sagt: "In Schottland gibt es mindestens ein Schaf, das auf mindestens einer Seite schwarz ist!"

Fachschaft: Welche fünf Gegenstände würden Sie mit auf eine einsame Insel mitnehmen?

von Smekal: Ich denke, es geht jetzt nicht um lebensnotwendige Dinge... dann käme es natürlich darauf an, wie lange man auf der Insel wäre und was für eine Infrastruktur man hat. (lacht) Also ich würde natürlich gerne Musik, vielleicht einen iPod mitnehmen. Aber irgendwann wäre dann natürlich der Strom alle und dann nützt er mir nicht mehr viel. Dann vielleicht ein Solarmodul. Etwas zur Unterhaltung wäre immer gut, also vielleicht etwas zu lesen. Und ein Laptop zum Arbeiten wäre auch gut.

Fachschaft: Zum Abschluss könnten Sie uns vielleicht noch ein paar Sätze vervollständigen: Mathematiker sind...

...oh also, naja wir wollen hier doch keine Verallgemeinerung betreiben! Mathematiker sind in der Regel sehr schlaue Menschen, die sich damit beschäftigen, was logisch möglich ist, egal ob es für die Natur relevant ist oder nicht.

Fachschaft: Der beste Film, den Sie in letzter Zeit gesehen haben, war...

von Smekal: (überlegt) ...Slumdog Millionaire. Der war ziemlich gut und beeindruckend.

Fachschaft: Der oder die besten Musiker waren/sind...

von Smekal: ...Ich war früher mal ein Queen Fan, von daher wäre Freddie Mercury sicher sehr weit oben auf meiner Liste. Aktuell von dem, was meine Kinder so hören, finde ich Pink ganz gut.

Fachschaft: Der Unterschied zwischen Linux und Windows ist,...

von Smekal: ...dass bei Windows etwas entweder sofort oder überhaupt nicht funktioniert. Bei Linux funktioniert zwar vieles nicht auf Anhieb, aber man bekommt mit ein wenig Zeit die meisten Probleme gelöst. Aktuell nutze ich fast ausschließlich nur Linux.

Fachschaft: Das leichteste an der Quantenmechanik und das schwerste an der klassischen Mechanik ist...

von Smekal: ...das Superpositionsprinzip in der Quantenmechanik und nichtlineare Dynamik in der klassischen Mechanik, die beliebig kompliziert wird.

Fachschaft: Herzlichen Dank, dass Sie sich für uns Zeit genommen haben.

(von Alexander Bartl und Marc Bausch im August 2010)

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