Ich bin Nathja Rey, ich habe an der FAU in angewandter Mathematik promoviert und habilitiert.

In den nächsten paar Minuten würde ich Ihnen gerne einen kurzen Einblick in einen Teilaspekt

meiner Forschungsarbeit geben.

Als angewandte Mathematikerin kann ich einerseits strukturiert und analytisch denken, andererseits

habe ich einen Koffer von Werkzeugen voller Methoden, die in vielen Anwendungsgebieten

nicht zum Einsatz kommen, so zum Beispiel den Ingenieurswissenschaften, Geowissenschaften

oder auch Lebenswissenschaften.

Etwas, womit ich am allerliebsten arbeite, was Ihnen auf dem Bild wahrscheinlich auf

den ersten Blick gar nicht so in Erscheinung getreten ist, ist das Folgende, nämlich ein

einfaches Papiertaschentuch.

Wenn Sie Lust auf ein kleines Experiment haben, können Sie sich gerne schon mal ein einfaches

Papiertaschentuch bereitlegen.

Weil die etwas komplizierteren Werkzeuge überlasse ich natürlich lieber meinen Kollegen

aus den Anwendungen.

Sicherlich fragen Sie sich jetzt, was hat es mit diesem einfachen Papiertaschentuch

auf sich und wo ist denn hier die Mathematik?

Natürlich möchte ich jetzt nicht im wortwörtlichen Sinn über dieses Papiertaschentuch sprechen,

sondern darüber, wo das Papiertaschentuch für mich steht, nämlich die sogenannte Mehrskalenmodellierung

oder genauer gesagt in meinem Fall die Zweiskalenmodellierung.

Wenn Sie sich jetzt dieses Papiertaschentuch zur Hand nehmen und einfach mal versuchen,

es durchzureißen, von oben nach unten, dann werden Sie sehen, vielleicht funktioniert

das bei dem einen oder anderen sehr gut, bei dem anderen aber nicht so gut.

Das liegt natürlich nicht daran, dass der eine oder die eine ein besserer Mathematiker

oder eine bessere Mathematikerin ist.

Das liegt daran, wenn Sie jetzt das Papiertaschentuch einfach mal um 90 Grad drehen, also von so

auf so und das Experiment wiederholen, dann sehen Sie, dass es in dieser Richtung sehr

gut funktioniert, in der anderen Richtung ist es aber zur Seite ausgefranzt.

Woran liegt das jetzt?

Das liegt daran, dass dieses Papiertaschentuch nicht homogen ist, sondern eine Mikrostruktur

hat.

Es besteht aus lauter kleinen Fasern und diese Mikrostruktur hat einen ganz signifikanten

Einfluss auf das makroskopische Verhalten, also auf das Verhalten des Papiertaschentuchs

an sich.

Wie man eben diese beiden Skalen, also diese zwei Räumlichen Skalen miteinander in Verbindung

bringen kann, das kann man mit Hilfe der Mehrskalenmodellierung oder der Mehrskalenmethoden machen.

Im Englischen sagt man dazu auch gerne Bridging the Scales, eine Brücke schlagen von der mikroskopischen

Skala zur makroskopischen Skala.

Und die Methode der Mehrskalenmodellierung gibt einem eben ein mathematisches Werkzeug

an der Hand, wie man beschreiben kann unter der Annahme, dass ich die Mikrostruktur oder

die Gegebenheiten auf der Mikroskala kenne, wie das Verhalten auf der makroskopischen

Skala ist.

In meiner Forschungsarbeit habe ich mir natürlich dann die Frage gestellt, worauf kann ich

denn jetzt diese mächtige Methode anwenden.

Und ein wichtigstes Zukunftsthema oder mehrere wichtige Zukunftsthemen sind natürlich Energie,

Nachhaltigkeit, Klima und Umwelt.

Und das ist sicherlich auch eine Herzensangelegenheit für viele von Ihnen.

Und wenn man über diese Themen ein bisschen nachdenkt, stellt man fest, dass der Boden,

also der Untergrund eine wichtige Rolle für viele dieser Themen spielt.

Für mich ist der Boden auch besonders interessant, weil er eben nicht statisch ist, wie so ein

Papiertaschentuch, sondern ein dynamisches System.