Wissenschaftsgeschichte
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Geschichte der Näherungsverfahren in der modernen Chemie und Physik (ca. 1870–1970)

Projekt von Dr. Christian Joas

Ein wiederkehrendes Thema in Christian Joas’ Forschung ist die Geschichte von Näherungsverfahren in Chemie und Physik: Was tun Wissenschaftler, wenn sie eine komplizierte Gleichung nicht exakt lösen können?

Eine exakte Berechnung des Verhaltens selbst einfachster wechselwirkender Vielteilchensysteme (wie z.B. eines Moleküls, das aus Atomkernen und Elektronen besteht, die elektrisch miteinander wechselwirken) ist in der Praxis oft extrem aufwendig oder meist gar völlig unmöglich. Zur Umgehung dieser Schwierigkeit sind raffinierte Methoden entwickelt worden, welche die näherungsweise Berechnung der Eigenschaften und der Dynamik solcher Systeme erlauben, sowohl per Hand wie auf dem Computer. Insbesondere seit der Entstehung der Quantentheorie beruhen viele dieser Methoden auf der sog. Störungstheorie, eine Technik die ursprünglich im 19. Jh. im Rahmen der Himmelsmechanik entwickelt wurde.

Das Projekt widmet sich der Geschichte der Störungstheorie in Physik und Chemie sowie mehreren spezifischen Fällen oft sehr wichtiger und einflussreicher Näherungsverfahren wie der Born-Oppenheimer-Näherung, der Random Phase Approximation, semiklassischer Näherungsverfahren, oder der iterativen numerischen Lösung der sog. Gap-Gleichung der Supraleitung auf frühen transistorbasierten Rechnern.

Im Rahmen dieses Projekts bestehen Kollaborationen mit Alexander S. Blum (Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, Berlin), Johannes Knolle (Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Dresden) und Georges Waysand (Laboratoire Souterrain Bas Bruit, Rustrel, Frankreich).

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