Kvantetopologi, gauge teori, Berezin-Toeplitz-kvantisering samt matematiske aspekter af kvantefeltteori og strengteori.

Centrets navn

Center for Kvantegeometri af Modulirum (QGM)

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Matematikkens rolle for vores forståelse af naturen har været anerkendt i årtusinder. Dens betydning er blevet specielt vigtig for moderne teoretisk fysik, idet udgifterne til eksperimenter eskalerer, og den matematiske kompleksitet af fysiske teorier samtidig øges. Standardmodellen – den nuværende accepterede teori for partikelfysik, som er verificeret med stor nøjagtighed ved verdens partikelacceleratorer som for eksempel CERN – er en kvantefeltteori, som ikke har et fast matematisk grundlag. Centerets forskningsaktiviteter fokuserer på relaterede kvantefeltteorier, for hvilke der findes matematiske modeller. Disse teorier studeres med henblik på at eftervise de egenskaber, som man forventer, at de har fra et fysisk synspunkt. Disse teorier er alle relateret til kvantegeometri af forskellige modulirum. Endvidere arbejdes der med at bidrage til at udvikle det generelle matematiske grundlag for kvantefeltteori.

De forskningsmæssige udfordringer

At blive verdens førende center indenfor forskningsfeltet ‘kvantegeometri af modulirum’ i den afgørende grænseflade mellem matematik og teoretisk fysik med det formål at bidrage til tilvejebringelse af det matematiske fundament for nuværende og fremtidige fysiske teorier.

Centrets langsigtede perspektiver

• At udvide vores viden om kvantegeometrien af modulirum.
• At definere kvantefeltteori som en matematisk entitet.
• At bidrag til udviklingen af en teori som kan forene kvanteteori med tyngdekraften.

Mulige praktiske anvendelser

• Proteinfoldningsproblemet i biologi.
• Kvante‐computing i datalogi/fysik.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Odense, student fra Vestfyn Gymnasium og bopæl i Århus Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Jørgen Ellegaard Andersen. Telefon: 8942 3432, 6020 2795; e-mail: / .

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

50.000.000 kr.

Psykologi

Centrets navn

Center on Autobiographical Memory Research (Con Amore)

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Baggrund: Selvbiografisk hukommelse (eng.: autobiographical memory) er evnen til at huske begivenheder fra den personlige fortid og forestille sig mulige begivenheder i den personlige fremtid. Denne evne er helt central for oplevelsen af at have en personlig identitet og retning i livet. Vort formål er at studere selvbiografisk hukommelse fra et biologisk til et kulturelt niveau, fra spædbørn til ældre, i raske personer såvel som i kliniske forstyrrelser.

Relevans: Selvbiografisk hukommelse er en betingelse for et individs evne til at indgå i et samfund som en person med forpligtelser, roller og ansvar. De fleste psykiske lidelser, såsom depression, Posttraumatic Stress Disorder (PTSD), fobier, og borderline-personlighedsforstyrrelse, er forbundet med forstyrrelser af den selvbiografiske hukommelse.

Projekter: Vi undersøger blandt andet (1) erindringer og fremtidsforestillinger, som opstår involuntært – det vil sige ‘spontant’ uden eksekutiv kontrol, (2) hvorledes kulturelle livsskabeloner strukturerer den personlige erindring og tidshorisont, (3) udviklingen af selvbiografisk hukommelse i spædbarnsalder og barndom i sammenhæng med tilegnelsen af sprog og forståelse af begivenhedsforløb samt (4) forstyrrelser af selvbiografisk hukommelse i kliniske lidelser, herunder involuntære erindringer om traumatiske oplevelser i PTSD og beskadigede selvbiografiske hukommelsesfunktioner ved hjerneskader.

De forskningsmæssige udfordringer

En væsentlig udfordring er at skabe integration og synergi både tematisk og metodemæssigt på tværs af forskellige forskningsfelter og tilgange.

Centrets langsigtede perspektiver

At bygge et stærkt internationalt center i Danmark for forskning i selvbiografisk hukommelse. Et sådant center er enestående i international sammenhæng. Vi forventer at bidrage med central ny viden om (1) selvbiografisk hukommelse ved en række udbredte psykiske lidelser (for eksempel PTSD, depression, borderline-personlighedsforstyrrelse), (2) barndomsamnesi (det forhold at de færreste større børn og voksne er i stand til at huske begivenheder fra deres første tre leveår) samt (3) kulturelle forskelle i selvopfattelse/identitet.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Ring, student fra Horsens Statsskole og bopæl i Århus Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Dorthe Berntsen. Telefon: 8942 4975; e-mail: .

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

42.000.000 kr.

Planetary Sciences

Centrets navn

Centre for Star and Planet Formation

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Formålet med centret er at undersøge dynamikken bag oprindelsen og udviklingen af planetsystemer i et kosmokemisk, astrofysisk og astronomisk perspektiv.

De forskningsmæssige udfordringer

Så vidt vides, er solsystemet unikt og kunne i pricippet være det eneste planetsystem i universet, hvor livet trives. Alene derfor er arbejdet med at rekonstruere solsystemets historie en af de mest fundamentale bestræbelser inden for naturvidenskaben. For at vurdere betydningen af vores eksistens er det nødvendigt med en tilbundsgående forståelse af dannelsen og den tidligste udvikling af solsystemet, og den nødvendige ekspertise for at udvikle en samlet model for solsystemets dannelse findes ikke samlet inden for en enkelt videnskabelig disciplin. Vi kan kun håbe på at opnå en dybere forståelse ved at etablere et multidiciplinært forskningsmiljø, hvor de synergetiske vekselvirkninger mellem forskningsområderne kosmokemi, astrofysik og astronomi kan næres.

Centrets langsigtede perspektiver

Vores mål er at samle observationer og at danne et teoretisk grundlag, der kan bidrage til at kortlægge vort solsystems tidligste historie set i lyset af dets astrofysiske dannelsesmiljø. Vi vil specifikt afdække, hvilken rolle nærtliggende massive stjerner og supernovaer kan have spillet i dannelsen af de første faste materialer samt asteroiderne og planeterne. Det er målet at nå en forståelse af omstændighederne, der førte til dannelsen af de terrestriske planeter i solsystemet og til bevarelsen af “blå” vandrige planeter som jorden, hvor livet har trivedes i næsten fire milliarder år.

Fødested

Født i Montreal, Canada og bopæl i Nykøbing Falster, Guldborgsund Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Martin Bizzarro. Telefon: 2851 9982; e-mail: .

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

34.000.000 kr.

Matematik

Centrets navn

Center for Symmetri og Deformation

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Centrets mål er at forstå matematikken bag symmetri og deformation. Symmetri er et af de mest fundamentale begreber i naturen: I fysik giver symmetri anledning til bevarelseslove, i kemi fastlægger den strukturen af molekyler, og i evolutionær biologi, såvel som i andre af livets aspekter, ligger symmetri ofte bag begrebet skønhed. Symmetri af geometriske objekter er dog ikke stabilt under deformation: Mens en almindelig kugle er symmetrisk under rotation og refleksion, forsvinder disse symmetrier under selv små deformationer. På centret ønsker vi at løse dette ved at studere symmetri i en deformationsinvariant-kontekst, hvor vi kombinerer de matematiske discipliner gruppeteori, homotopiteori, og ikke-kommutativ geometri.

De forskningsmæssige udfordringer

Centret søger at løse nogle svære og fundamentale matematiske problemer. Dette vil kræve både inspiration og perspiration i et ikke fastlagt forhold. For at opnå dette har vi samlet en lang række topforskere fra ind- og udland med ret forskellige kompetencer. Udfordringen er at skabe et dynamisk og inspirerende forskningsmiljø, hvor helheden er mere end summen af delene.

Centrets langsigtede perspektiver

Ud over at producere noget førsteklasses matematisk grundforskning, som kan bruges i en række sammenhænge, så er håbet, at vi med centret får opbygget et matematisk miljø, som kan måle sig med topuniversiteterne i verden og derigennem være med til at udvikle Danmark som vidensamfund.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i København, student fra Stenløse Gymnasium og bopæl i Københavns Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Jesper Grodal. Telefon: 3532 0686 (kontor), 5010 0713 (mobil); e-mail: .

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

50.000.000 kr.

Fysik

Centrets navn

Discovery, Center for Partikelfysik

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Vi søger svarene på de fundamentale spørgsmål i vores verdensbillede af materien og de kræfter, som påvirker den. Hvad giver elementarpartiklerne deres masse? Hvad er ”mørkt stof” og ”mørk energi”? Hvorfor er der så få anti-partikler? Hvad er oprindelsen af de forskellige naturkræfter?

De forskningsmæssige udfordringer

Vi må tilvejebringe partikelsammenstød ved energier, som aldrig er set før, og med intensiteter, som aldrig er set før. For svarene ligger i yderst sjældne begivenheder, som kun forekommer ved enorme energier. Andre indicier søges gennem præcisionsmålinger af de subtile meddelelser om universets storskalastruktur som indeholdes i den kosmiske mikrobølge-baggrundsstråling.

Centrets langsigtede perspektiver

Perspektiverne er at forsætte den yderst frugtbare rejse, som vi har foretaget gennem flere hundrede år i udforskningen af stoffets inderste natur, og hvor Danmark har stolte traditioner. Som biprodukt af denne rejse kommer altid nye teknologiske udviklinger i andre anvendelser som konsekvens af nødvendigheden af at skubbe teknologiske barrierer. For tiden foregår disse landvindinger indenfor IT, røntgenkilder, energiproduktion og cancerterapi.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født på Frederiksberg, student fra Helsingør Gymnasium og bopæl i Lyngby-Taarbæk Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Peter H. Hansen. Telefon: 3532 5394, 8583 1050, 4234 0783; e-mail:

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

40.000.000 kr.

Kemi

Centrets navn

Center for Materials Crystallography (CMC)

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Verden over investeres der milliarder af dollars i bygning af ekstremt intense synkrotronrøntgen- og neutronkilder, der skal bruges til at udforske materialers struktur og dynamik. Kendskab til den tredimensionelle struktur af molekyler, nanopartikler og krystaller er forudsætningen for at kunne forstå, designe og manipulere med materialers kemiske og fysiske egenskaber. Store fremskridt inden for metoder, der kan udforske atomare strukturer, har derfor afgørende betydning for materialevidenskab. CMC vil udnytte de revolutionerende nye muligheder til at løse fundamentale spørgsmål inden for materialevidenskab.

De forskningsmæssige udfordringer

En hjørnesten i CMC er at udvikle nye krystallografiske metoder, som kan udnytte de nye strålingskilder til studier af materialer. For eksempel skal der udvikles fotokrystallografiske metoder til måling af strukturer for lasereksiterede systemer. Der skal også udvikles reaktorer til in-situ målinger af kemiske reaktioner og til studier af nanopartiklers dannelse. Disse reaktorer skal kunne måle både småvinkelspredning, pulverdiffraktion og totalspredning til høje vinkler under høje tryk og temperaturer. Der skal generelt udvikles nye metoder til måling af elektron-, kerne- og spintætheder i komplekse materialer. For eksempel muliggør den nye neutronkilde ved Oak Ridge National Laboratory for første gang generel eksperimentel bestemmelse af spintætheder i magnetiske materialer, idet meget mindre krystaller kan anvendes.

Centrets langsigtede perspektiver

CMC vil studere en række generiske problemstillinger inden for materialevidenskab. For eksempel diskuteres molekylære systemer oftest ud fra grundtilstandens struktur, men mange fænomer er forbundet med eksiterede elektroniske tilstande. Strukturen af krystaller i eksiterede tilstande er stort set en hvid plet på videnskabens kort, og fotokrystallografiske målinger kan derfor føre til uforudsete opdagelser. Hvis man kan få en grundlæggende forståelse for eksempel af fotomagnetiske materialer, vil det kunne føre til udvikling af bedre datalagringsmedier. Et andet område er porøse vært-gæst materialer, der blandt andet bruges inden for gaslagring og katalyse. En grundlæggende forståelse af hvordan gæste-molekyler vekselvirker med værtsystemer vil for eksempel kunne føre til design af nye sensorer eller gaslagrings-materialer. I det store billede er det måske endnu vigtigere, at samme forståelse for vært-gæst vekselvirkninger danner basis for hele det felt, der kaldes supramolekylær kemi. Inden for nanovidenskab er syntese af nanopartikler i høj grad en ”black box”, hvor man gætter på reaktionsmekanismer ud fra slutproduktet af syntesen. Hvis man kan udvikle effektive metoder til at studere nanopartikeldannelsen, mens den sker (”in situ”), kan man potentielt opnå en grundlæggende forståelse, der muliggør design af nye nanopartikler. Nanopartikler anvendes i en lang række teknologier på grund af deres unikke størrelsesafhængige egenskaber.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Århus, student fra Risskov Amtsgymnasium og bopæl i Århus Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Bo Brummerstedt Iversen. Telefon: 8942 3969, 2778 2887 (mobil); e-mail:

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

50.000.000 kr.

Hvad bestemmer fordelingen af liv på jorden – hvad er naturens grundlove?

Emnet belyses ud fra tværfaglig forskning inden for makroøkologi, biologisk oceanografi, historisk biogeografi, evolutionsbiologi, økologi, populationsbiologi, biodiversitet, biologiske konsekvenser af klimaforandringer, conservation biologi og miljøøkonomi.

Centrets navn

Center for Makroøkologi, Evolution og Klima

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Formålet med den nye forskning på Center for Makroøkologi, Evolution og Klima er at finde naturens grundlove for, hvad der bestemmer fordelingen af liv på jorden. Forskningen fokuserer på dyr og planter og deres interaktion med geofysiske og klimatiske faktorer. Forskerne vil gennem anvendelse af nogle af verdens største databaser over arters udbredelser, de nyeste teknikker inden for GIS (”Geographical Information Systems”) og bioinformatiske redskaber, kombineret med en hel ny type af statistiske simuleringsmodeller udviklet af forskerne bag centeret, forsøge at identificere detaljerne i de geografiske mønstre for fordeling af liv på jorden og afdække de mekanismer (naturlove), som forårsager disse.

Centeret er desuden nyskabende ved at sammenføre forskere fra alle de forskellige hovedområder af den del af biologien, som fokuserer på organismer: fra havforskere til specialister i tropiske bjergskove; fra planktonforskere og fiskepopulationsforskere til entomologer og ornitologer; og fra biologer til miljøøkonomer. Alle arbejdende på den samme overordnede problemstilling: at afdække naturens love for, hvad der bestemmer diversitet på jorden.

De forskningsmæssige udfordringer

En grundlæggende forståelse af, hvad der bestemmer fordelingen af liv på jorden, herunder en forståelse af klimaets betydning, er en spændende, nærmest ultimativ udfordring i sig selv. Det er også en forudsætning for at forstå, hvilke konsekvenser storskala-miljø- og klimaforandringer vil – kan – få for livet fremover: Én forudsætning for en langsigtet, fornuftig forvaltning af Danmarks, Europas, jordens ressourcer. Tidsskriftet Science har udnævnt ”hvad bestemmer diversitet” til et af fremtidens 25 vigtigste forskningsområder, hvor vi kan forvente at finde svarene inden for de nærmeste årtier. Forskningsområdet rummer dog den ultimative udfordring i og med, at vi kun har én jord med én historie. Det vil sige – en ”sampling”-størrelse på én. Ydermere forandrer eventuelle funktioner, som kunne beskrive ”naturens grundlove”, sig over tid som en konsekvens af biologisk evolution. Fysiske love er simple sammenlignet med de komplekse biologiske.

Centrets langsigtede perspektiver

At bidrage til at besvare ”The Holy Grail”-spørgsmål i biologien siden von Humboldt, Wallace og Darwin for 150 år siden udførte deres skelsættende naturhistoriske udforskning af verden: hvad bestemmer fordelingen af liv på jorden?

Denne basale viden er desuden af stor samfundsmæssig relevans. Verdens seks milliarder menneskers forbrug af naturens ressourcer og plads har ført til tab af levesteder med masseuddøen af arter og tab af økosystemydelser til følge. Globale klimaændringer medfører nye forandringer og forstærker de negative effekter af andre faktorer. Centeret vil frembringe den viden, der er forudsætningen for en data- og vidensbaseret håndtering af den igangværende biodiversitetskrise (masseuddøen af arter) og tab af økosystemydelser samt for at kunne forudsige (og afhjælpe) eventuelle negative effekter af klimaforandringer.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Gentofte, student fra Herlev Gymnasium og bopæl i Københavns Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Carsten Rahbek. Telefon: 3532 1030 (arbejde), 3879 4860 (privat), 4096 3963 (mobil)

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

60.000.000 kr.

Partikelfysik

Centrets navn

CP3-Origins, Centre for Particle Physics Phenomenology

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Centrets forskningsaktiviteter er målrettet mod at udnytte eksperimentelle resultater, supercomputere og vores teoretiske ekspertise til at afdække massens oprindelse for alle elementærpartikler. Problemet omkring massens oprindelse er også målet for LHC-eksperimenterne på CERN. Mere end 90% af universet består af en form for stof og energi, der kaldes mørkt stof og mørk energi. Teoretisk fysik står over for flere grundlæggende problemstillinger: Hvad består mørkt stof og mørk energi af? Hvornår blev det dannet og hvorfor? Er der en sammenhæng mellem den mørke og lyse side af universet? Hvorfor observerer vi kun almindeligt stof og ikke antistof? Der er meget sandsynligt, at vores modeller vil være i stand til at forklare både oprindelsen og sammensætningen af mørkt stof, relatere dets eksistens til almindeligt stof og måske endda forklare grunden til fraværet af antistof.

De forskningsmæssige udfordringer

Den forskningsmæssige udfordring er at være de første til at forstå den korrekte udvidelse af Partikelfysikkens Standardmodel med en beskrivelse af, hvad der giver stof masse. Når vi ser på internationalt niveau, er konkurrencen stor.

Centrets langsigtede perspektiver

At etablere en ny, stærk, internationalt konkurrencedygtig forskningsgruppe, som arbejder med universets fundamentale naturlove. Målet med CP3- Origins er at blive referencepunktet for partikelfysik i Skandinavien.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Napoli, Italien, student fra Liceo Scientifico A. Nobel, Torre del Greco, Napoli, Italien og bopæl i Odense Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Francesco Sannino. Telefon: 6550 4318 (arbejde), 2135 6088 (mobil); e-mail:

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

40.000.000 kr.

Biologi

Centrets navn

Center for GeoGenetik

Kort beskrivelse af centrets forskningsområde

Studier af genetikken fra fortidens planter og dyr (fossilt DNA) har i de sidste 10-15 år revolutioneret vores viden inden for arkæologi, palæontologi, økologi og klimatologi. Med Center for GeoGenetik ønsker vi at fastholde Danmarks internationale frontstatus inden for dette forskningsfelt. Centeret huser foruden genetikere en række nationale og internationale topforskere indenfor bioinformatik, arkæologi, palæontologi, glaciologi og geologi. Med dette multidisciplinære forskerhold ønsker centret at belyse en række internationalt kraftigt debatterede problemstillinger af bred forskningsmæssig interesse: 

Indvandringen af de første mennesker til Amerika og Arktis – de sidste af jordens landområder, der blev befolkede. Hvornår kom menneskene, hvorfra kom de, og hvilke ruter benyttede de? Disse spørgsmål har været debatteret i mere end 100 år og er afgørende for vores forståelse af menneskets evolution, spredning og tilpasningsevner.

Forsvinden af de store istidsdyr såsom mammutten og det uldhårede næsehorn. Hvornår og hvorfor fandt denne masseekstinktion sted, som førte til, at mere end to-tredjedel af den nordlige halvkugles store pattedyr forsvandt. Var det menneskelig jagt, sygdomme eller klimaændringer? Spørgsmålene har været diskuteret i mere end 100 år og er blandt andet afgørende for vores forståelse af de biologiske konsekvenser af den globale opvarmning.

Hvad er effekterne af global opvarmning på den polare biologi og havisdække? Vi har kun information fra få årtiers monitering. Kan vi opnå ny langsigtet viden ved at gå tilbage i den geologiske record? Spørgsmålet er højaktuelt.

Fossilt DNA fra gamle sedimenter har revolutioneret vores mulighed for at se tilbage i fortidens økosystemer. Men hvor kommer dette DNA fra, og hvordan opfører det sig i sedimenterne? Spørgsmålene er fundamentale for fremtidige fortolkninger af fossile DNA-data.

Studier af fossilt DNA er ofte på forkant med udviklingen af nye molekylærbiologiske metoder. Dette er med til at fastholde feltets brede interesse. Ved at udvikle nye og udvide eksisterende molekylærbiologiske metoder kan vi fastholde Danmarks førende videnskabelige position.

De forskningsmæssige udfordringer

At besvare spørgsmål, der er forblevet ubesvarede trods årtiers intense videnskabelige indsats, er naturligvis ikke let. Succes kræver tværfaglig samarbejde på højt plan, at vi presser eksisterende teknikker til det yderste og løbende udvikler nye metoder. Dette kræver en smidig og dynamisk organisation, som er i stand til at støtte de forskningsmæssige tiltag.

Centrets langsigtede perspektiver

Vores ambitiøse vision er at sætte Danmark på verdenskortet som den nation, der løste nogle af videnskabens mest omdiskuterede problemstillinger. Samtidig tror vi på, at metodeudviklingen i centeret - som beskæftiger sig med molekylært at finde den berømte nål i høstakken - kan få afgørende betydning inden for anden grundforskning og anvendt forskning for eksempel deduktion af ukendte patogener og forståelse af sygdomsudvikling. 

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Gentofte, student fra Ordrup Gymnasium og bopæl i Københavns Kommune.

________________

Kontaktoplysninger

Eske Willerslev. Telefon: 3531 1309, 2875 1309; e-mail:

Størrelse af bevilling fra Danmarks Grundforskningsfond

50.000.000 kr.