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05.03.2012 Zwischen Grundlagenwissenschaft und Anwendung

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So mancher schlägt sich ein Leben lang vergebens mit der Differenzialrechnung, imaginären Zahlen oder Matrizen herum. Andere lösen bereits in jungen Jahren mit Begeisterung schwierige mathematische Probleme. Am Institut für Mathematik der Universität Rostock haben in den vergangenen zwei Wochen sechs Mathematiker ihre Doktorarbeit erfolgreich verteidigt. „Das ist einmalig“, sagt Professor Klaus Neymeyr, Promotionsbeauftragter des Instituts. „Wir promovieren normalerweise im Jahr zwei, höchstens vier neue Doktoranden.“ Die Breite der Promotionsthemen spiegelt das Spektrum der Arbeitsgebiete und Interessen der Kollegen am Institut für Mathematik wider. Sie reichen von reiner Grundlagenwissenschaft bis zu praktischen Anwendungen.
Harald Birkholz ist einer der neuen Doktoren. Er fiel schon während des Studiums in der Hansestadt durch Kreativität und eine hohe Zielstrebigkeit und schnelle Auffassungsgabe auf. Der 28-Jährige hat in seiner Doktorarbeit, die er mit „magna cum laude“ abschloss, ein Problem der medizinischen Biologie bearbeitet. Konkret geht es um die Auswertung des Zellwachstums auf Implantatoberflächen. Das Promotionsprojekt von Birkholz ist das zweite an der Universität Rostock, das im Graduiertenkolleg WELISA (Analyse und Simulation elektrischer Wechselwirkungen zwischen Implantaten und Biosystemen) der  Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bearbeitet wurde.
Für seine Forschungsarbeit hat Birkholz Knochenzellen vermessen, die für die  Härte des Knochens verantwortlich sind. „Deren Wachstum wird von den  Eigenschaften der Implantatoberfläche entscheidend beeinflusst“, hat der  junge Forscher herausgefunden und ist damit der Lösung eines großen  Problems näher gekommen: Bekommt jemand ein künstliches Hüftgelenk kann es zu Ausrenkungen, Infektionen oder Schmerzen kommen. Robotergestützte Tests und Computersimulationen sollen nun die negativen Auswirkungen nach Operationen für Patienten verringern. Das geht nicht ohne Mathematik. Mathematische Methoden ermöglichen an dieser Stelle eine Genauigkeit, mit der gezielte Untersuchungen kostengünstiger und damit praktikabel werden. „Dafür wird mit dem Computer die Fähigkeit von Experten automatisiert, mikroskopische Aufnahmen von Knochenzellen visuell anhand ihres  tatsächlichen Wachstums im Labor zu bewerten“, beschreibt der junge Doktor seine Forschungen. „Der Erfolg von neuartigen Implantaten kann so vor ihrem experimentellen Einsatz beim Versuchstier oder beim Patienten maßgeblich gesteigert, unnötiges Leid verhindert und die industrielle Entwicklung der medizinischen Innovation am Standort Deutschland entscheidend   vorangetrieben werden“, sagt Birkholz. Er weiß: „Um die Verträglichkeit von neu entwickelten künstlichen Hüften, künstlichen Knien, Fixierungsschrauben und Stiftzähnen gezielt zu verbessern, können die bisher ungenutzten Effekte nur mit neuartigen, Messverfahren aufgeklärt werden“. Da werden Mathematiker wie er gebraucht.
„Unsere Absolventen werden von Industrie und Wirtschaft mit Kusshand genommen“, sagt Professor Konrad Engel, der Doktorvater von Harald Birkholz. Professor Neymeyr ergänzt: „Unsere Absolventen zeichnet vor allem die Fähigkeit zur Problemanalyse aus. Das wird geschätzt.“ An der Universität Rostock studieren 580 junge Leute Mathematik bzw. Lehramt im Fach Mathematik. Sie werden von 15 Professoren unterrichtet, die  auch in anderen Fakultäten, wie zum Beispiel Informatik und Elektrotechnik, Maschinenbau und Schiffstechnik, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Mathematik lehren.
Wie unterschiedlich die mathematischen Themen am Institut für Mathematik gestreut sind, lässt sich an der Themenvielfalt der neuen Doktoren ablesen. Während die Arbeiten von Axel Jänig und Matthias Böhm in der Analysis und  Diskreten Mathematik grundlegende Fragestellungen der Mathematik   behandeln, haben die Arbeiten von Ming Zhou und Marcel Krüger einen  stärkeren Anwendungsbezug. Beide habe sich mit Eigenwertproblemen  befasst. Solche Probleme treten bei der Untersuchung schwingender Systeme  auf und sind beispielsweise bei der Planung von Brücken zu betrachten. Lutz Hellmig promovierte mit einem Thema aus der Mathematik-Didaktik, das sich mit der Fortbildung für Mathelehrer befasst.
Die Professoren Engel und Neymeyr freut eines ganz besonders: „Unsere  Mathematiker sind universell einsetzbar“.



Kontakt:
Universität Rostock
Institut für Mathematik
Professor Klaus Neymeyr
Fon: +49 (0)381 498
eMail: klaus.neymeyr(at)uni-rostock.de

Presse+Kommunikation
Dr. Ulrich Vetter
Fon: +49 (0)381 498 1013
eMail: ulrich.vetter(at)uni-rostock.de