Master Computational Science, Universität Regensburg
Master Computational Science
Der Studiengang Computational Science dient der programmatischen Schwerpunktsetzung der Universität Regensburg im Bereich des Hochleistungsrechnens. Dazu sollen Studierende ausgebildet werden, die in der Industrie – hierbei besonders in Bereichen der Forschung und der Entwicklung – vielseitige Tätigkeiten ausüben können, die aber auch eine akademische Laufbahn einschlagen können. Hierbei sind gerade der Einsatz von computergestützten Methoden, insbesondere des Hochleistungsrechnens, von Bedeutung. Dabei ist der Studiengang so ausgelegt, dass verschiedene Fachbereiche vernetzt werden, so dass die Studierenden interdisziplinär ausgebildet werden.
Die eigenständige Forschungsarbeit ist der wesentliche Inhalt dieses Studiengangs, der mit der Masterarbeit seinen Abschluss findet. Die anderen Module vermitteln die hierzu erforderliche fachwissenschaftliche Vertiefung sowie eine thematische Verbreiterung, die den Absolventen erlauben soll, in vielen MINT-Bereichen zu arbeiten. Studieninhalte variieren je nach gewähltem Schwerpunkt, und umfassen theoretische Festkörperphysik, Teilchenphysik, funktionelle Genomik und angewandte Mathematik. In allen Schwerpunkten wird besonderes Augenmerk auf den Einsatz von computergestützten Methoden gelegt.
Die Studierenden sollen ihre Fähigkeit, komplexe naturwissenschaftliche Fragestellungen mittels numerischer Techniken in effizienter Weise zu behandeln. Um dies zu erreichen sollen zum einen solide Kenntnisse von Computer-Hardware, von Programmiersprachen und von algorithmischen Verfahren erworben werden. Zum anderen sollen konkrete, forschungsrelevante Problemstellungen aus den Fachdisziplinen eigenständig bearbeitet werden, um die Absolventen für Forschungsarbeit im akademischen Bereich und der Wirtschaft zu qualifizieren. Die Absolventen beherrschen sowohl die Techniken um konkrete Algorithmen effizient auf verschiedenen Computersystemen zu implementieren, also auch die theoretischen Kenntnisse zur Modellierung eines Systems. Sie sollen an der Schnittstelle zwischen Theorie und der praktischen Umsetzung auf modernen Rechnerarchitekturen arbeiten.
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Die Fakultät gliedert sich in drei Forschungsschwerpunkte: die Physik der kondensierten Materie mit einem besonderen Fokus auf Nanostrukturen, die Hochenergiephysik mit Schwerpunkt Gitter-Quantenchromodynamik, und die Didaktik der Physik. Traditionell setzt sich die Forschung in der Physik aus Experiment und Theorie zusammen, wobei in den letzten Jahrzehnten numerische Simulationen auf leistungsstarken Computern als weiterer Ansatz hinzugekommen sind. In der Festkörperphysik besteht vor allem Interesse an neuartigen Halbleitern, die nur einige Atome dick sind und ganz besondere Eigenschaften besitzen. So transportieren sie beispielsweise Ströme nahezu verlustfrei, ohne wirkliche Supraleiter zu sein. Experimentell stehen eine Vielzahl von Methoden der Mikroskopie im Vordergrund, wofür gegenwärtig ein eigenes Forschungsgebäude errichtet wird. Zudem spielt die Nanostrukturphysik mit großer Reinraumanlage eine zentrale Rolle in der Fakultät. In der Theoretischen Physik in Regensburg werden vorwiegend Systeme in der Elementarteilchenphysik und in der Physik der kondensierten Materie mit analytischen Methoden berechnet und auf dem Computer simuliert. Dafür werden hochoptimierte Codes und zum Teil sogar eigene Supercomputer, auch in Zusammenarbeit mit Bioinformatikern auf dem Gebiet des maschinellen Lernens, entwickelt. Schließlich leisten die Aktivitäten der Lehr-Lern-Forschung der Didaktik der Physik wichtige Beiträge zur Entwicklung einer physikspezifischen Unterrichtstheorie, die darauf gerichtet ist, optimale Strukturierungen von Physikunterricht zu identifizieren. Einen weiteren Schwerpunkt der Didaktik bilden Arbeiten zur Rolle der Fach- oder Alltagssprache im Unterricht, speziell in Unterrichtserklärungen und in Zusammenhang mit einer fachspezifischen Leseförderung.
Studierende erhalten bereits in den ersten Semestern einen Überblick über aktuelle Forschungsgebiete in der Fakultät und werden über Projektpraktika, als wissenschaftliche Hilfskräfte und im Rahmen der ausführlichen Bachelorarbeit frühzeitig in die laufende Forschung einbezogen.