Willkommen an BordErforschung von zufälligen dynamischen SystemenProf. Dr. Vitalii Konarovskyi verstärkt die Mathematik

14. Mai 2024, von Heiko Fuchs

Foto: privat

Prof. Dr. Vitalii Konarovskyi

Jedes Jahr kommen zahlreiche neue Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an die Universität Hamburg. In dieser Reihe stellen wir sie und ihre Forschungsgebiete vor. Dieses Mal: Mathematiker Prof. Dr. Vitalii Konarovskyi.

Prof. Dr. Vitalii Konarovskyi ist zum Wintersemester von der Universität Bielefeld nach Hamburg gekommen und hat die W2-Professur für „Mathematik, insbesondere Stochastische Prozesse und ihre Anwendungen“ am Fachbereich Mathematik der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften angetreten.

Herr Konarovskyi, was sind Ihre Forschungsthemen?

Ich beschäftige mich mit stochastischen Prozessen, die das Schlüsselwerkzeug zur mathematischen Modellierung komplexer, sich entwickelnder Systeme sind, die in der Physik, Biologie, Informatik und vielen anderen Disziplinen auftauchen. Sie werden zum Beispiel zur Beschreibung der Ausbreitung von Epidemien, der Diffusion von Gasmolekülen und des Trainings neuronaler Netze verwendet.

Womit beschäftigen Sie sich dabei genau?

Mein Forschungsschwerpunkt befindet sich am Schnittpunkt von vier verschiedenen Richtungen, die sich in den vergangenen zehn Jahren entwickelt haben: Das sind singuläre stochastische partielle Differentialgleichungen, stochastische Flüsse, der optimale Transport in der Mathematik und die statistische Nichtgleichgewichtsmechanik von Materialien in der Physik sowie dem Ingenieurwesen. Vor Kurzem kamen auch Projekte zur Mathematik des maschinellen Lernens und zur Theorie von Zufallsgraphen hinzu.

Wo lassen sich ihre Arbeiten anwenden?

Wir haben zum Beispiel eine Klasse von Zufallsgraphen untersucht, das sogenannte stochastische Blockmodell, welche in der Epidemiologie die Ausbreitung von Infektionen in der Bevölkerung oder in der Informatik die Bildung von Clustern in Netzwerken beschreiben können. Zusammen mit meinen Co-Autoren haben wir einen neuen Typ stochastischer (partieller) Differentialgleichungen vorgeschlagen, die für das Training und die Untersuchung neuronaler Netze genutzt werden können.

Was planen sie an der Universität Hamburg?

Mein Hauptziel an der Universität Hamburg wird es sein, eine starke Gruppe mit Fokus auf stochastische Prozesse und ihre Anwendungen aufzubauen, die eng mit verschiedenen Forschungsgruppen aus den Bereichen Physik, Biologie und Informatik zusammenarbeitet. Insbesondere werde ich mich auf die gemeinsame Arbeit mit Forschenden aus der Physik konzentrieren, um mathematische Modelle zu konstruieren und zu untersuchen, die in der Teilchenphysik, der Hydrodynamik, der Klimaforschung und anderen Bereichen auftreten.

Was benötigen Sie für Ihre Forschung?

Für meine Arbeit benötige ich meistens nur einen Stift und einige Notizbücher um meine Berechnungen aufzuschreiben. Natürlich brauche ich dann noch etwas Glück, um die passenden Ideen zu haben und diese mathematisch korrekt umzusetzen.

Warum haben Sie sich für die Universität Hamburg entschieden?

Aufgrund der vielfältigen Kooperationsmöglichkeiten ist Hamburg für mich ein sehr guter Ort. Es gibt hier viele exzellente Gruppen in der Physik, den Erdsystemwissenschaften und der Informatik, die sich mit Themen beschäftigen, die mit meiner Forschung kombiniert werden können, wie in der Teilchenphysik, der Klimaforschung oder dem maschinellen Lernen. Außerdem habe ich an der Universität Hamburg bereits als Vertretungsprofessor gearbeitet und finde es sehr schön, zurückzukommen und meine Arbeit fortzusetzen.

Was planen Sie für Ihre Lehrveranstaltungen?

Aufgrund ihrer breiten Anwendungsmöglichkeiten sind die Konzepte der Stochastik nicht nur für Studierende der Mathematik von großer Bedeutung, sondern auch für andere Fächer. Daher möchte ich interdisziplinäre Kurse für Studierende aus verschiedenen Fachbereichen anbieten. Mit der Umsetzung dieser Idee habe ich bereits als Vertretungsprofessor an der Universität Hamburg im Jahr 2020/2021 begonnen und habe damals das Seminar „Anwendung großer Abweichungen auf die statistische Mechanik“ für Studierende der Mathematik und Physik angeboten. Damals handelte es sich jedoch eher um ein Experiment. Jetzt möchte ich die Ausbildung von Studierenden der Physik, Informatik, Biologie und anderer Fächer in den wichtigsten Konzepten stochastischer Prozesse und verwandter Gebiete systematisch vertiefen.