Im Forschungsschwerpunkt „Klima, Erde, Umwelt“ untersuchen Wissenschaftler:innen klimatische Veränderungen. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt dabei nicht nur auf der Dynamik des Klimasystems, sondern auch auf der Untersuchung der Wechselwirkungen von Mensch und Umwelt. Die Forschungsteams verbinden Grundlagenforschung mit Rechenmodellen, sie entwickeln Fallstudien und konkrete Anpassungsszenarien sowie Entscheidungsgrundlagen für Wirtschaft und Politik.

Das Thema „Klima, Erde, Umwelt“ findet sich auch im universitären Forschungsprofil als Forschungsschwerpunkt wieder. Weitere Informationen hierzu sind auch als Video verfügbar.

Tragende Programme und Verbundprojekte

• Exzellenzcluster „Climate, Climatic Change, and Society (CliCCS)“
• TRR 181 Energy transfers in Atmosphere and Ocean
• Schwerpunktprogramm Regional Sea Level Change and Society
• Southern African Science Service Centre for Climate Change and Adaptive Land Management (SASSCAL)

Woraus besteht Dunkle Materie? Welche Struktur haben Raum und Zeit? Was sind Ursprung und Geschichte unseres Universums? Diese Fragen wollen Wissenschaftler:innen im Forschungsschwerpunkt „Teilchen-, Astro- und Mathematische Physik“ beantworten. Dafür verwenden sie Methoden aus der beobachtenden, experimentellen und theoretischen Forschung und vereinen Grundlagenforschung zur Teilchenphysik mit Fragestellungen der Astronomie und der Mathematik.

Das Thema „Teilchen-, Astro- und Mathematische Physik“ findet sich auch im universitären Forschungsprofil als Forschungsschwerpunkt wieder. Weitere Informationen hierzu sind auch als Video verfügbar.

Tragende Programme und Verbundprojekte

• Exzellenzcluster „Quantum Universe“
• SFB 1624 "Higher Structures, Moduli Spaces and Integrability"
• Helmholtz-Allianz Physics at the Terascale
• BMBF-Forschungsschwerpunkt CMS
• National Research Data Infrastructure "PUNCH4NFDI"
• PIER Helmholtz Graduate School (PHGS)
• Helmholtz Graduate School "Data Science in Hamburg" (DASHH)

Im Forschungsschwerpunkt „Photonen- und Nanowissenschaften“ bearbeiten die Wissenschaftler:innen Fragestellungen, die von der Magnetismusforschung, der Laser- und Quantenphysik über die Nanochemie bis hin zu biophysikalischen Problemen reichen. Die potentiellen Anwendungsgebiete der Forschungsarbeiten sind vielfältig: Die Forschung mit Laserstrahlen ermöglicht zum Beispiel die Entwicklung präziser Medizintechnologie oder die Entwicklung neuartiger Speichermedien. Und die Forschung an Nanopartikeln eröffnet neue Therapieansätze in der Medizin.

Das Thema „Photonen- und Nanowissenschaften“ findet sich auch im universitären Forschungsprofil als Forschungsschwerpunkt wieder. Weitere Informationen hierzu sind auch als Video verfügbar.

Tragende Programme und Verbundprojekte

• Exzellenzcluster CUI: Advanced Imaging of Matter
• International Max Planck Research School for Ultrafast Imaging & Structural Dynamics (IMPRES-UFAST)
• PIER Helmholtz Graduate School

Ebola, EHEC und Influenza – Infektionen in menschlichen, tierischen und pflanzlichen Systemen stehen im Zentrum der öffentlichen Wahrnehmung. Im Forschungsschwerpunkt „Infektionsforschung und Strukturbiologie“ untersuchen Wissenschaftler:innen alle Facetten von Infektionen, von der Verbreitung über die Behandlung bis hin zur Vermeidung. Der Fokus liegt dabei vor allem auf der Erforschung zellulärer Prozesse und der Wirkungsweise von Krankheitserregern.

Das Thema „Infektionsforschung“ findet sich auch im universitären Forschungsprofil als Forschungsschwerpunkt wieder.

Tragende Programme und Verbundprojekte

• SFB 1328 Adenine Nucleotides in Immunity and Inflammation
• SFB 1192 Immune-Mediated Glomerular Diseases
• KFO 296 Verbessertes Verständnis von feto-maternaler Immunität
• KFO 306 Primär Sklerosierende Cholangitis
• FOR 2625 Mechanismen der Lysosomalen Homöostase
• LFF Infektionskontrolle: Struktur und Dynamik von Infektionsprozessen
• LFF Schwangerschaft, Immunität und Gesundheitsrisiken bei Mutter und Kind
• LFF Mechanismen der Zellkommunikation während einer Infektion
• LFF Zelluläre Mechanismen von Infektionen
• LFF Interaktionen zwischen Stoffwechsel und Entzündungsprozessen: Molekulare und zelluläre Signale in Organen und Organoiden
• LFF Tolerance and Autoimmunity
• LFF EPILOG, epigenetische Langzeitfolgen viraler und bakterieller Infektionen

Der Forschungsschwerpunkt „Kognitive Systeme“ forscht an dem Verständnis komplexer Lernprozesse, die Grundlage für neue autonome Systeme werden können. Die Arbeiten der Wissenschaftler:innen sind ein Schlüssel für autonome Systeme wie Roboter, die Hilfestellung in Gesundheit und Pflege, Industrie und Dienstleistungen geben können. Dabei konzentriert sich die Forschung auf die drei Säulen crossmodales Lernen, Interdisziplinarität und interkulturelle Zusammenarbeit.

Das Thema  "Kognitive Systeme" findet sich auch im universitären Forschungsschwerpunkt  "Neurowissenschaften und Kognitive Systeme" wieder.

Messgeräte und Rechner werden bei der Generierung und Analyse von Daten immer leistungsfähiger. Data Science beschäftigt sich mit den großen Herausforderungen auf den verschiedenen Schritten des Daten-Lebenszyklus, vom Datenmanagement, über die Datenanalyse und die -visualisierung, bis hin zur langfristigen Erhaltung und Nutzbarmachung von Daten. Wissenschaftler:innen im Forschungsschwerpunkt „Computing and Data Science“ arbeiten an all diesen Aspekten von Data Science.

Dazu erfassen Forschungsteams weltweit Biodiversitätsmuster sowie ihre zeitlichen Änderungen und erstellen nachhaltige Nutzungen biologischer Ressourcen und entwickeln Verfahren, um nachwachsende Rohstoffe als chemische Grundstoffe nutzbar zu machen. Wie reagieren Organismen auf Umweltveränderungen? Welche Rolle spielen Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen im Klimasystem der Erde? Diese Grundsatzfragen bearbeiten Wissenschaftler:innen im Forschungsschwerpunkt „Ökologie und Biologische Ressourcen“.

Im Potentialbereich „Information Governance Technologies“ entwickeln Wissenschaftler:innen neue interdisziplinäre Forschungsthemen mit dem Schwerpunkt auf den technischen, rechtlichen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekten des Einsatzes von Informationstechnologie. Dabei geht es nicht nur um technische Konzepte, sondern ebenso um Prozesse, die von Beginn an auch die sozialen, ethischen und rechtlichen Fragen des Einsatzes von Informationstechnologie mit einbezieht.

Die Kreuzung zwischen verschiedenen Arten, Hybridisierung genannt, ist ein wichtiger Prozess der Evolution. Hybride zeigen oft eine gegenüber den Eltern erhöhte Vitalität, die in natürlichen Ökosystemen erhebliche Probleme hervorrufen kann. Im Potentialbereich „Hybride“ untersuchen Wissenschaftler:innen die aus den Kreuzungen resultierenden Konsequenzen für den einzelnen Organismus, das Ökosystem sowie auf der Ebene des Genoms.

Das Transdisziplinäre Forschungsfeld der Materialwissenschaften liegt in der Synthese von sogenannten Templaten mit diversesten Eigenschaften und ihrer Analytik. Die beteiligten Forschungsgruppen arbeiten im Bereich der Physikalischen Chemie, der Anorganischen Chemie, im Bereich der Nanostrukturforschung und den Holzwissenschaften, ergänzt durch Modellierungsexpertise aus der Angewandten Mathematik.