Peter Miedaner

Am MIT promoviere ich in physikalischer Chemie. Mein Forschungsschwerpunkt dreht sich um die Entwicklung neuer Methoden für den Einsatz von Röntgenstrahlen zur Steuerung und Untersuchung verschiedener Arten von Materialien. Diese Methoden beruhen auf nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie und erfordern daher eine sehr intensive Strahlung. In den vergangenen zehn Jahren sind Röntgen-laser als Quelle intensiver Röntgenlaserblitze mehr und mehr in Erscheinung getreten. Diese Röntgenlaserblitze werden durch die Beschleunigung von Elektronenbündeln auf relativistische Geschwindigkeiten mit kilometerlangen Teilchenbeschleunigern erzeugt. Derzeit gibt es auf der ganzen Welt nur 6 Röntgen-Freie-Elektronen-Laser und ich hatte das Privileg, mit ihnen Kurzzeitexperimente durchzuführen.

Das Stipendium der DAAD-Stiftung „Respekt & Wertschätzung“ ermöglichte es mir, sechs Monate lang am EuXFEL (Europäischer Röntgen-Freie-Elektronen-Laser) in Hamburg für meine Doktorarbeit zu forschen. Als eine der fortschrittlichsten Licht-quellen der Welt stellt EuXFEL die Spitze zahlreicher wissenschaftlicher Bereiche dar. Röntgen-Freie-Elektronen-Laser erzeugen extrem helle und ultrakurze Laserblitze und revolutionieren unser Verständnis des Universums. Fast alle wissenschaftlichen Disziplinen finden einzigartige Möglichkeiten, diese Röntgenlaserblitze zu nutzen - zum Beispiel um die Struktur und Funktion von Proteinen, die Bewegung von Elektronen in Materialien oder die Erzeugung von Materialphasen im Nichtgleichgewicht zu untersuchen. Meine wissenschaftliche Arbeit konzentrierte sich auf die Untersuchung magnetischer Materialien, mit der Aussicht, spintronische Geräte für spinbasierte Computer- oder dynamische Speichertechnologien zu entwickeln.

Privat

XFEL Forschungsanlage

Unter der außerordentlichen Führung von Dr. Luca Gelisio entwickelte und adaptierte ich fortschrittliche numerische Methoden, um die riesigen Datenmengen, die während der EuXFEL-Experimente erzeugt wurden, automatisiert zu analysieren. Diese Experimente sind bekanntermaßen datenintensiv und produzieren oft Terabyte an Daten – weit mehr, als Menschen manuell verarbeiten können. Um dies zu bewältigen, nutzten wir Techniken des maschinellen Lernens, um Muster, Trends und Anomalien schnell und rechner-effizient aufzudecken.

Während meiner Arbeit dort konzentrierte ich mich auf die Entwicklung einer Methode zur Analyse zeitaufgelöster Röntgenstreudaten unter Verwendung des Koopman-Operator-Theorems – einem leistungsstarken Rahmen für das Studium dynamischer Systeme und weit verbreitet in der Strömungsdynamik und in jüngerer Zeit bei der Entwicklung großer Sprachmodelle. Diese Methode übertrifft herkömmliche Techniken wie die Analyse von Hauptkomponenten, indem sie eine zugrunde liegende Zeitreihen-struktur in den Daten annimmt. Mit der weiteren Verfeinerung im nächsten Jahr meiner Promotion hoffen wir, dass diese Methodik zu einem Standardansatz für die schnelle und aufschlussreiche Analyse von Röntgendaten werden kann.

European XFEL

Luftaufnahme des DESY

Im weltweit führenden Zentrum der Röntgenforschung lernte ich die Nuancen der Forschung in großen Anlagen kennen. Diese Erfahrung gab mir eine neue Perspektive, die meinen zukünftigen akademischen Weg entscheidend prägen wird – nicht nur in meinem wissenschaftlichen Ansatz, sondern auch durch die Verbindungen, die ich mit einem internationalen Netzwerk von Forschern hergestellt habe. Meine Kollegen kamen aus vielen verschiedenen Regionen, aus Südamerika, Asien, Amerika und Europa und aus verschiedenen technischen Fachrichtungen. Einige waren Experten in der Informatik, während andere in der Physik und Biologie tätig waren. Dazu gehören die Mitarbeiter meines Teams, Kollegen, die ich bei der Zusammenarbeit mit anderen Gruppen kennenlernte und sogar aus völlig anderen Anlagen. Ich hatte auch die Gelegenheit, meine Forschung mit vielen anderen Kollegen auf einer Konferenz zur Röntgenwissenschaft am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY, ebenfalls in Hamburg) zu teilen und zu diskutieren.

Privat

Im Café in Hamburg

Außerhalb der Forschung habe ich mich in die Menschen, die Kultur und die Stadt Hamburg verliebt. Gewohnt habe ich in einem Studio-Apartment in Altona und ich habe die vielen Dinge genossen, die mir die Stadt zu bieten hatte. Abgesehen von der wunderschönen Architektur (Grüner Bunker in St. Pauli war mein Favorit), trendigen Cafés und dunklen Kneipen mit Pooltischen, waren die Menschen, die ich traf, herzlich, aufmerksam und voller frischer Perspektiven.

Anfangs war ich sehr nervös, Bekanntschaften in einem neuen Land zu machen. Dank der vielen Aktivitäten und Möglichkeiten in Hamburg hatte ich aber schnell keine Probleme mehr. Als Skateboarder konnte ich eine Handvoll Skater treffen, indem ich die Skateparks und Spots in der Stadt besuchte. Einige der Skater waren einheimisch, während andere aus allen Erdteilen hierherkamen, so wie ich. Ich traf außerdem eine Reihe von Menschen durch Mitgliedschaft in einer lokalen Basketballliga oder auch einfach nur durch Gespräche in meiner Stammkneipe, das Aalhaus. Einige dieser Menschen würde ich jetzt als lebenslange Freunde betrachten und freue mich darauf, sie zu sehen, wenn ich für weitere Experimente zurückkehre!

Privat

Unterwegs in der Stadt

An den Wochenenden in Hamburg gab es zu viele Möglichkeiten, um sie alle einzeln aufzuzählen. Beispiele sind die Kinos in alten umgebauten Lagerhäusern, gemütliche DJ-Sets in lokalen Kneipen und Bars und die Fanclubs der örtlichen Bundesliga-Fußballvereine.

Über Hamburg hinaus habe ich vieles in Norddeutschland erkundet – von den trendigen Straßen in Berlin bis zu den historischen Denkmälern in Lübeck.

Aus den Vereinigten Staaten stammend, war der kulturelle Unterschied schon enorm, ich meine das aber durchweg positiv. Ich bewunderte die deutsche Priorität für die Freizeit und die starke Abgrenzung zwischen Arbeit und Privatleben, ausgedrückt durch das Konzept des Feierabend. Ich ließ mich inspirieren von der Art und Weise, wie sowohl die jungen als auch die älteren Menschen einen aktiven Lebensstil führten, der die Frühreife der jungen und die junge Energie der alten Menschen förderte. Hamburgs Charme hat mich dazu ermutigt, die Stadt zu Fuß, mit dem Fahrrad oder beim Joggen zu erkunden – bei jedem Wetter.

Insgesamt war meine Zeit in Hamburg unvergesslich – akademisch bereichernd und persönlich transformativ. Ich bin zutiefst dankbar für die Gelegenheit und hoffe, bald wiederzukommen.