Fakultät für Physik und Geowissenschaften

Forschungstätigkeit an den Fakultäten

Für die Fakultät für Physik und Geowissenschaften war das Jahr 2002 im Bereich der Forschung wiederum erfolgreich. Besonders wichtig ist der fakultätsüber-greifende und stark interdisziplinär orientierte Charakter der Arbeiten, der in glei-chem Maße die komplexen Forschungsschwerpunkte als auch zahlreiche Einzel-projekte und Forschungsvereinbarungen betrifft. Hervorzuheben ist die mit der erfolgten Berufung für den Lehrstuhl "Physik der weichen Materie" (Prof. Dr. J. Käs) und die wesentliche Vergrößerung der zugehörigen Abteilung geschaffene Möglich-keit, an der Fakultät sich in größerem Umfang dem Problemkreis der Biomedizin und Biotechnologie zu widmen. Eine größere Zahl von Projekten hat eine enge Ver-bindung zur Region und zu überregionalen Schwerpunkten im Freistaat Sachsen.

Komplexe Forschungsschwerpunkte der Fakultät

Sonderforschungsbereich SFB 294: "Moleküle in Wechselwirkung mit Grenzflächen", Sprecher: Prof. Dr. D. Michel (Institut für Experimentelle Physik II)

Das Anliegen des Sonderforschungsbereiches ist die Klärung des Einflusses von Grenzflächen auf die Eigenschaften von Molekülen und molekularen Systemen. Bei den festen Grenzflächen steht das Verhalten der Moleküle (Struktur, lokale Dynamik, Diffusivität, Transporteigenschaften, Reaktivität) im Vordergrund. Modelle der Dyna-mik und des Transportverhaltens werden in Verbindung zwischen experimentellen und theoretischen Untersuchungen (molekulardynamische und Monte-Carlo-Simu-lationen) geprüft. Die Wechselwirkung von Molekülen und mit aktiven Zentren an Festkörperoberflächen ist Grundlage des Verständnisses der Reaktivität von Molekülen im Zusammenhang mit der heterogenen Katalyse. Bei der Wechsel-wirkung "weicher" Materie mit Grenzflächen und bei fluiden Systemen spielt auch die Rückwirkung der Moleküle auf das Verhalten der grenzflächennahen Region eine wichtige Rolle.

Das Forschungsprogramm war für die Jahre 2000 bis 2002 wie folgt gegliedert:

• Projektbereiche F "Strukturbildung und strukturelle Charakterisierung" mit vier Projekten (Wechselwirkung von Biosurfactanten mit Phospholipid-Oberflächen-monoschichten; Struktur und Dynamik freitragender flüssigkristalliner Filme; 17O-NMR-Spektroskopie zum Studium der Wechselwirkung von Molekülen mit dem Zeolithgerüst; ESR-, ENDOR- und ESEEM-Spektroskopie zur Struktur und Dynamik von Molekülen in Wechselwirkung mit aciden Zentren an Festkörper-oberflächen);
• Projektbereich G "Reaktivität und Dynamik" mit neun Projekten (Untersuchungen von Elementarschritten der heterogenen Katalyse - Aufklärung des Reaktionsmechanismus der n-Buten-Isomerisierung; In-situ MAS-NMR-Untersuchungen zur Aufklärung der n-Buten-Umwandlung in Zeolithen; Gemischdiffusion in Zeolithen; Molekularer Transport und Struktur in mehrphasigen Polymersystemen; Moleku-lare Dynamik des makromolekularen Grundgerüstes und der flüssigen Phase in Knorpel und Polymergelen; Dynamik und Mobilität in (ultra-)dünnen Polymer-filmen; Dynamik, Ordnungsverhalten und Reaktivität von Molekülen in mikro- und mesoporösen Materialien; Flüssigkristalline Phasen in einschränkenden Geo-metrien; Polyelektrolyte in eingeschränkter Geometrie);
• Projektbereich H "Theorie und Simulation" mit drei Projekten (Statistische Theorie und Simulation zu molekularen Prozessen an Grenzflächen (Zeolithe); Statistische Theorie und Simulation inhomogener Fluide: Strukturbildung und Phasenverhalten in starren und molekular flexiblen Grenzflächen; Strukturbe-schleunigte Reaktion).

Beteiligt waren die Institute für Experimentelle Physik I und II, das Institut für Theoretische Physik, das Institut für Technische Chemie (Fakultät für Chemie und Mineralogie) und das Institut für Medizinische Physik und Biophysik (Medizinische Fakultät). Die Arbeiten innerhalb des SFB 294 wurden im Dezember 2002 erfolg-reich abgeschlossen.

Graduiertenkolleg: "Quantenfeldtheorie: Mathematische Struktur und Anwendungen in der Elementarteilchen- und Festkörperphysik"
Sprecher: Prof. Dr. B. Geyer (Institut für Theoretische Physik)

Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs ist in die Themenkomplexe Mathematische Struktur der Quantenfeldtheorie, Quantenfeldtheorie der Elementar-teilchen und Quantenfeldtheorie des Festkörpers untergliedert und umfasst neun Teilprojekte. An der Arbeit beteiligt sich neben dem Institut für Theoretische Physik (federführend) die Fakultät für Mathematik und Informatik. Es besteht eine enge Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften Leipzig. Diese Arbeiten sind in das Naturwissenschaftlich-Theoretische Zentrum im Rahmen des Zentrums für Höhere Studien der Universität eingebunden, an dessen Arbeit das Institut für Theoretische Physik sehr maßgeblich beteiligt ist.

Graduiertenkolleg: "Physikalische Chemie der Grenzflächen"
Sprecher: Prof. Dr. R. Szargan (Fakultät für Chemie und Mineralogie)

Die Institute für Experimentelle Physik I und II waren an den Arbeiten dieses Graduiertenkollegs beteiligt, das federführend an der Fakultät für Chemie und Mineralogie bearbeitet wurde. Das Ziel des Kollegs bestand darin, ein interdis-ziplinär angelegtes Qualifizierungsvorhaben zu verwirklichen, das einer größeren Zahl von Doktoranden auf der Grundlage eines komplexen Forschungsprogrammes die Promotion ermöglicht. Bearbeitungsschwerpunkte sind Grenzflächen poröser Festkörper, Halbleitergrenzflächen und Fluidgrenzflächen. Das Graduiertenkolleg beendete seine Arbeit erfolgreich mit Ablauf des Jahres 2002.

Drittmittelgeförderte Forschung

Zahlreiche Forschungsvorhaben der Fakultät werden im Rahmen verschiedener Förderprogramme unterstützt, wie Projekte der Europäischen Union, Schwerpunkt-programme der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Programme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und Programme des Freistaates Sachsen. Unter Berücksichtigung von zahlreichen Projekten im Normalverfahren der DFG wurden in der Fakultät im Jahre 2002 insgesamt 227 Forschungsprojekte bearbeitet. In dieser Zahl sind auch viele Projekte enthalten, die auf Verträgen mit Städten und anderen kommunalen Verwaltungen im Freistaat Sachsen und darüber hinaus mit Industriebetrieben beruhen.

Kooperationspartner

Die wichtigsten Kooperationspartner im Bereich außeruniversitärer Forschungseinrichtungen sind (in Klammern die kooperierenden Institute):

• Institut für Länderkunde (Institut für Geographie),
• Institut für Oberflächenmodifizierung Leipzig (Institute für Experimentelle Physik I und II),
• Institut für Troposphärenforschung Leipzig (Institut für Meteorologie),
• Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften Leipzig (vorrangig Institut für Theoretische Physik),
• Max-Planck-Institut für Neuropsychologische Forschung (Institute für Experimentelle Physik I und II) und
• Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (Institute für Experimentelle Physik I und II, Institut für Meteorologie, Institut für Geophysik und Geologie und Institut für Geographie).
  

Publikationen

Mit 317 im Druck erschienenen Publikationen (darunter eine hohe Zahl von Originalarbeiten in Zeitschriften mit Gutachter-System bzw. in international erfassten Monographien) ist wiederum eine hohe Zahl an Veröffentlichungen zu verzeichnen, die als Beleg für die Leistungsfähigkeit der Fakultät dienen kann.

Öffentlichkeitsarbeit

Zwei besonders wichtige Aktivitäten der Fakultät im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit, die bundesweites Interesse fanden, seien benannt:

• Im Jahre 2002, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung zum Jahr der Geowissenschaften erklärt wurde, fand in Leipzig eine Hauptveranstaltung im Leipziger Hauptbahnhof statt. Weiterhin gestaltete die Fakultät einen wesentlichen Beitrag zum Leipziger campus 2002 unter dem Motto "Jahr der Geowissenschaften". Die Koordinierung und Leitung dieser Beiträge lag in den Händen von Professor Tetzlaff.
• Vom 18. bis zum 22. März 2002 wurde in Leipzig die 66. Jahreshaupttagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft durchgeführt. Hieran beteiligten sich insgesamt neun Fachverbände und vier Fachkommissionen. Zu dieser Tagung kamen etwa 1000 Mitglieder der Gesellschaft und Gäste. Als örtlicher Tagungsleiter war Professor Janke, als Tagungsgeschäftsführer Dr. Bachmann tätig.

Forschungsgebiete der Einrichtungen der Fakultät

Das umfangreiche Forschungsspektrum der Fakultät umfasst die im folgenden angegebenen Gebiete, gegliedert nach Instituten und Abteilungen:

Institut für Theoretische Physik [Direktor: Prof. Dr. W. Janke (bis 30.09.02) / Prof. Dr. K. Sibold (ab 1.10.02)]

• Quantenfeldtheorie (Leiter: Prof. Dr. G. Rudolph)
  Die Untersuchungen zur relativistischen Quantenfeldtheorie beschäftigen sich mit den Wechselwirkungen von Teilchen im Rahmen allgemeiner Eichtheorien und unter äußeren Einflüssen, insbesondere mit harten hadronischen Prozessen und Renormierungseffekten, sowie den Grundzustandsenergien und dem Casimir-Effekt. Gegenstand der Arbeiten der Mathematischen Physik sind die mathematische Struktur und Dynamik von Modellen der Quantentheorie der Eichfelder und der Unifizierung der fundamentalen Wechselwirkungen.
• Theorie der Elementarteilchen (Leiter: Prof. Dr. K. Sibold)
  Arbeiten zur Theoretischen Elementarteilchenphysik werden vor allem auf den Gebieten der Quantenfeldtheorie der Elementarteilchen, der Renormierung des Standardmodells, zu supersymmetrischen Theorien, zur Quantenchromodynamik und zur Gittereichtheorie durchgeführt. Im Zusammenhang mit Experimenten an Großbeschleunigeranlagen werden theoretische Untersuchungen zu Strukturfunktionen von Hadronen durchgeführt und Programme zur Simulation hadronischer Streuprozesse entwickelt.
• Theorie der kondensierten Materie (Leiter: Prof. Dr. D. Ihle)
  Die Arbeiten auf dem Gebiet der Theorie der kondensierten Materie erfolgen in zwei Bereichen. Im Teilgebiet Strukturbildung werden Forschungen zu rausch-induzierten Phänomenen, zur Strukturbildung in Flüssigkristallen, zur multifraktalen Charakterisierung ungeordneter Systeme, zur nichtlinearen Dynamik biologischer Systeme und zum Immunsystem vorgenommen. Innerhalb des Teilgebietes Starke Elektronenkorrelationen werden magnetische Eigenschaften von Übergangsmetalloxiden und die Quantenfelddynamik für die Supraleitung untersucht.
• Statistische Physik (Leiter: Prof. Dr. M. Salmhofer)
  Die Hauptforschungsgebiete sind die Konstruktion wechselwirkender Modelle der Quantenfeldtheorie und Quantenstatistischen Mechanik mit Renormierungsgruppenmethoden und die Theorie korrelierter Fermionsysteme im Zusammenhang mit der Hochtemperatur-Supraleitung.
• Moleküldynamik/Computersimulation (Leiter: PD Dr. S. Fritzsche)
  Strukturelle Daten, thermodynamische Größen, das Phasenverhalten und die Transportkoeffizienten spezieller Vielteilchensysteme und ihre Abhängigkeit von inter- und intrakristalliner Wechselwirkung und der Struktur der Moleküle und Grenzflächen werden mittels molekularer Methoden der Statistischen Physik sowie der Perkolationstheorie und der Computersimulation erforscht. Die Theorie wird hinsichtlich der Berücksichtigung von nichtlinearen Effekten und des Nichtgleich-gewichtsverhaltens weiterentwickelt. Berücksichtigt wird die Kopplung verschiede-ner molekularer Vorgänge wie Mischung, Adsorption, Beweglichkeit, Benetzung, chemische Reaktion, Selbstdiffusion und Transportdiffusion.

Institut für Experimentelle Physik I (Direktor: Prof. Dr. F. Kremer)

• Physik anisotroper Fluide (Leiter: Prof. Dr. F. Kremer)
  Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Struktur und Dynamik supramolekularer Anordnungen, wie sie von Flüssigkristallen, niedermolekularen und polymeren Verbindungen gebildet werden. Diese Systeme besitzen einen hohen Grad an Kooperativität, der sich in der Ausbildung von molekularen Überstrukturen sowie in einer kollektiven Relaxationsdynamik niederschlägt. Als Untersuchungsmethoden werden die dielektrische Spektroskopie (im Frequenzbereich von 0,001 Hz bis 10 GHz), die magnetische Kernresonanzspektroskopie, die Kraftmikroskopie, die Oberflächen-Kraftmessung und die Polarisationsmikroskopie eingesetzt. In enger Kooperation mit dem Institut für Biochemie (Prof. Dr. U. Hahn) werden Experimente mit "Optischen Pinzetten" zum Studium der Faltungsdynamik von RNA-Aptamer-Komplexen durchgeführt, die durch die "Sächsische Biotechnologische Initiative" gefördert werden.
• Grenzflächenphysik (Leiter: Prof. Dr. J. Kärger)
  Die Erforschung der Wechselwirkung von Molekülen mit Festkörperoberflächen, insbesondere mit der inneren Oberfläche mikro- und mesoporöser Festkörper, steht im Mittelpunkt der Arbeiten. Untersucht werden Anordnung, Struktur, Transport-prozesse und Reaktivität von Molekülen in Abhängigkeit von dem sie umfassenden Festkörper (vor allem Zeolithe). Als experimentelle Methoden dienen die kernmagnetische Resonanz, insbesondere die Pulsed-Field-Gradient (PFG)-NMR und die hochauflösende Festkörper-NMR, die Infrarot-Spektroskopie und die Interferenzmikroskopie. Die Forschungsarbeiten sind bei einer Vielzahl technischer Prozesse wie energiesparende und umweltverträgliche Stofftrennung und -vered-lung, der Entwicklung von Funktionsmaterialien und der Lagerstättenerkundung von unmittelbarer praktischer Bedeutung. Eigene apparative Arbeiten konzentrierten sich auf den Aufbau eines weiteren PFG-NMR-Spektrometers.
• Physik weicher Materie (Leiter: Prof. Dr. J. Käs)
  Die Projekte der Abteilung der Physik der weichen Materie befassen sich mit der Physik der Polymere und der Membranen in biologischen Zellen. Diese Polymere (Aktinfilamente, intermediäre Filamente, Mikrotubuli) bilden das Zytoskelett, das in allen Zellen, die höher entwickelt sind als Bakterien, zu finden ist. Die Zellmembran wiederum ist direkt mit diesem intrazellulären Skelett gekoppelt. Die direkte Verbindung von grundsätzlich neuer Physik der weichen Materie mit unmittelbaren Anwendungen in der Biomedizin macht dabei dieses Forschungsfeld besonders attraktiv, da sie Grundlagenforschung mit neuen Verfahren in der Medizin verbindet. Unter anderem werden die folgenden vier Projekte verfolgt: die Entwicklung neuer Polymerphysik für aktive Polymernetzwerke, die Charakterisierung der aktiven und passiven polymerphysikalischen Eigenschaften von Zellen, die optische Kontrolle des Nervenwachstums und die Untersuchung der Rolle von Membrandiffusion in intrazellulären Signalen.
• Polymerphysik (Leiter: Prof. Dr. D. Geschke)
  Polymere mit flüssigkristallinen Eigenschaften sowie Block-Coplymere werden mit dem Ziel der Applikation neuer Polymersysteme untersucht. Hierzu dienen NMR-Verfahren, die Lichtstreuung, die Laser-Intensitäts-Modulations-Methode sowie die Methode der thermostimulierten Depolarisation. Besonderes Interesse gilt den Ordnungs- und Orientierungsphänomenen sowie den dynamischen Prozessen in partiell geordneten und fluiden Systemen unter dem Einfluss äußerer mechanischer, elektrischer und magnetischer Felder, der Untersuchung der Polarisationsvertei-lung sowie der Struktur und Dynamik von Makromolekülen in Wechselwirkung mit Grenzflächen.

Institut für Experimentelle Physik II (Direktor: Prof. Dr. M. Grundmann)

• Halbleiterphysik (Leiter: Prof. Dr. M. Grundmann)
  Die optischen Eigenschaften von Halbleitern (z.B. GaAs, InP und ZnO; basierende Mischkristalle), vor allem von mikro- und nanostrukturierten Systemen und atomaren Einzelschichten, werden untersucht. Diese Strukturen weisen zum Teil wesentlich neue, quantenmechanisch bedingte Eigenschaften auf. Die Erforschung der Wachstums-Struktur-Eigenschaften stellt ein grundlegendes Anliegen dar. Diese Materialien besitzen in der Optoelektronik, in der nichtlinearen und der integrierten Optik eine herausragende Bedeutung. Oxidische Halbleiter, Supraleiter und Ferroelektrika werden mit gepulster Laser-Deposition hergestellt. Als Untersuchungsverfahren werden vorwiegend spektroskopische Methoden, aber auch Röntgenbeugung, Raster- und Rastertunnelmikroskopie und Neutralteilchen-Massenspektrometrie eingesetzt.
• Festkörperoptik (Leiter: Prof. Dr. W. Grill)
  Grundlagenbezogene Untersuchungen werden zu Energietransferprozessen in Festkörpern durchgeführt, um ein besseres Verständnis der Wechselwirkung von Licht mit Festkörpern sowie der elementaren Prozesse beim Wärme- und Ladungstransport zu gewinnen. Die Untersuchung der Transportphänomene erfolgt in Einkristallen auch im ballistischen Bereich, in dem die Ausbreitung durch Anisotropie beeinflusst wird. Anwendungsbezogene Arbeiten erfolgen zur Entwicklung von Dünnschicht-Solarzellen und optisch aktiven Nanostrukturen. Zur Materialforschung und zur Charakterisierung von Werkstoffen, Implantaten sowie biologisch-medizinischen Präparaten werden neuartige rastermikroskopische Verfahren der Elektronenmikroskopie, der konfokalen Laser-Raman- und Lumineszenzmikroskopie sowie der Ultraschallmikroskopie mit Phasenkontrast entwickelt und eingesetzt.
• Physik Dielektrischer Festkörper (Leiter: Prof. Dr. D. Michel)
  Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt bei der Erforschung der Struktur und Dynamik von Festkörpern, insbesondere von Eigenschaften dielektrischer Festkörper, wie strukturelle Phasenübergänge, glasartiges Verhalten, Phänomene an den Miniaturisierungsgrenzen und Grenzflächen. Hauptanliegen ist die Aufklärung der mikroskopischen Natur von Phasenübergängen in Festkörpern mit kommensurabel und inkommensurabel modulierten Strukturen und mit ferroelektrischen und ferroelastischen Phasen. Untersucht wird die elektronische und räumliche Struktur, die Dynamik von Molekülen in Wechselwirkung mit Oberflächen poröser Festkörper (Zeolithe) sowie Struktureigenschaften von Systemen mit Nanometer-dimensionen. Eingesetzt werden Verfahren der kernmagnetischen und elektronen-paramagnetischen Resonanz sowie dielektrische Methoden. Eigene apparative Arbeiten konzentrierten sich auf die Entwicklung eines Impuls-Zusatzes für die ESR-Spektroskopie im Q-Band.
• Nukleare Festkörperphysik (Leiter: Prof. Dr. T. Butz)
  Die Lösung aktueller Probleme auf speziellen Gebieten der Materialwissenschaft und der medizinisch-biologischen Forschung erfordert den Einsatz moderner nuklearer Methoden wie der hochauflösenden Ionenstrahlanalytik sowie nuklearer Sonden. Dieses Anliegen wird vor allem mit der Hochenergie-Ionen-Nanosonde mit für Deutschland einmaligen Spezifikationen und die Weiterentwicklung nuklearer Sondenverfahren verfolgt. Die Zielsetzungen der Arbeiten liegen auf den Gebieten der Halbleiter, der Supraleiter, der reaktions-diffusions-gekoppelten Systeme, des Einzelionenbeschusses lebender Zellen sowie der Aufklärung der Struktur und Dynamik makromolekularer Systeme.
• Supraleitung und Magnetismus (Leiter: Prof. Dr. P. Esquinazi)
  Zur Erforschung der supraleitenden und magnetischen Materialeigenschaften werden dünne Schichten sowie massive Proben benutzt. Unsere Aktivitäten kann man in drei Bereiche unterteilen: (1) Untersuchungen der supraleitenden und ferromagnetischen Korrelationen von Zusammensetzungen, die auf Kohlenstoff basie-ren; (2) Arbeiten zum Wärmetransport an Hochtemperatur-Supraleitern; (3) Unter-suchungen der spinabhängigen Transport-Phänomene an magnetischen Oxiden.

Bereich Didaktik der Physik (Leiter: Prof. Dr. W. Oehme)

Das Forschungsprofil umfasst schulbezogene Arbeiten zur Vermittlung traditioneller und moderner Inhalte der Physik einschließlich empirischer Erprobungen. Lernformen im Physikunterricht, offener und fachübergreifender Unterricht sowie die Möglichkeiten des Einsatzes moderner Medien werden verstärkt untersucht.

Institut für Meteorologie (Direktor: Prof. Dr. G. Tetzlaff (bis 30.09.02) / Prof. Dr. W. Metz (ab 1.10.02)]

Das Institut für Meteorologie engagiert sich in den Forschungsschwerpunkten atmosphärische Grenzschicht, Wasserhaushalt in Einzugsgebieten von regionaler Skala im großräumigen Umfeld, Dynamik der mittleren und oberen Atmosphäre, Variabilität der Ionosphäre, Strahlungsprozesse in der Atmosphäre, Modellierung von Aerosol- und Wolkenphysik, natürliche Klimavariabilität unter Einschluss der Rolle des Ozeans und Anregung und Ausbreitung großskaliger Strömungssysteme in Ozean und Atmosphäre. Dabei kommen Fernerkundungsverfahren vom Boden und von Satelliten aus, in-situ-Experimente sowie konzeptionelle und Simulationsmodelle zum Einsatz. Besondere Bedeutung hat die Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur tomographischen Rekonstruktion von dreidimensionalen Feldern atmosphärischer Größen. Eine enge Zusammenarbeit erfolgt mit dem Institut für Troposphärenforschung Leipzig, dem Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn, dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und dem Geoforschungszentrum Potsdam.

Institut für Geophysik und Geologie (Direktor: Prof. Dr. F. Jacobs)

• Physik der festen Erde (Leiter: Prof. Dr. F. Jacobs)
  Die Forschung setzt die Akzente auf die Gebiete globale geophysikalische Felder, Aufbau des Erdkörpers, Vulkanologie sowie Struktur und Prozesse der Litho-sphäre. Untersucht werden Lockergesteine, Hohlräume und geologische Barrieren. Zum Einsatz kommen geoelektrische Tomographie, Hydrogeophysik, Isotopen-geochemie, Georadiometrie, numerische geophysikalische Modellierung und Geo-informatik.
• Ingenieur- und Umweltgeophysik (Leiter: Prof. Dr. H. G. Meyer)
  Gegenstand der Arbeiten ist die Erforschung der oberen Erdkruste mittels der Verfahren Seismik, Georadar, Geomagnetik, Gravimetrie, Geothermie und Geo-radiometrie. Untersucht werden Altlasten, Deponien, Grundwasserströme, Berg-baurelikte, Strahlungsbelastungen und Schadstoffverteilungen und deren Wirkung im urbanen Umfeld.
• Theoretische Geophysik (Leiter: Prof. Dr. M. Korn)
  Die seismische und elektromagnetische Wellenausbreitung wird erforscht und die Struktur von Erdkruste und Erdmantel sowie Erdbebenherde und seismisches Risiko untersucht. Dazu erfolgen methodische und anwendungsorientierte Arbeiten zur Potenzialtheorie, Tomographie und Inversion geophysikalischer Felder.
• Geologie (Leiter: Prof. Dr. W. Ehrmann)
  Im Mittelpunkt der Forschung steht die Geologie und Paläontologie des Känozoikums. Hierbei werden grundlegende Fragen der Geologie und Paläontologie des Tertiärs und Quartärs untersucht sowie anwendungsorientierte Forschungen zur Umwelt- und Hydrogeologie (mit besonderem Bezug zur mitteldeutschen Region) betrieben. In der paläontologischen Forschung wird vor allem die Entwicklung der Biota des Känozoikums mit der Interaktion von Biosphäre sowie Klimaentwicklung und Paläobiogeographie von Europa und dem nordatlantischen Raum untersucht. Die Geologisch-Paläontologische Sammlung stellt eine wichtige Grundlage für Lehre und Forschung sowie für die Öffentlichkeitsarbeit zur Popularisierung geowissenschaftlicher Forschung dar.

Institut für Geographie [Direktor: Prof. Dr. R. Wießner (bis 30.09.02) / Prof. Dr. J. Heinrich (ab 01.10.02)]

• Anthropogeographie (Leiterin: Prof. Dr. H. Schmidt)
  Gegenstand der Arbeiten sind die wirtschaftlichen und sozialen Transformations-prozesse in Ostdeutschland und Osteuropa unter besonderer Berücksichtigung der Ziele einer nachhaltigen Stadt- und Regionalentwicklung. Schwerpunkte bilden stadt-, sozial- und wirtschaftsgeographische Untersuchungen über Wohnungs-, Immobilien- und Arbeitsmärkte, spezielle Fragestellungen zur Entwicklung des Einzelhandels und Prozesse der mentalen Raumbildung sowie damit zusammen-hängende Fragen der Stadt- und Regionalplanung. In Partnerschaft mit Kommunen, Wirtschaft und dem Freistaat Sachsen wird an der Konzeption und der Realisierung einer regionalen Agenda für eine nachhaltige Raum- und Siedlungsentwicklung für den Südraum Leipzig gearbeitet.
• Geoinformatik und Geofernerkundung (Leiter: Prof. Dr. W. Kirstein)
  Schwerpunkt der Arbeiten ist die Entwicklung und Anwendung innovativer Methoden der Geographie. Hierbei werden Datenerfassung und -auswertung für die Untersuchung lokaler, regionaler und globaler geographischer Fragestellungen eingesetzt. Im Rahmen der "Geoinitiative Leipzig" werden regionale Problemstellungen für Leipzig und Sachsen bearbeitet. Mit Hilfe ausgewählter Methoden der Fernerkundung sind vergleichende Untersuchungen zur Bewertung des Flächenverbrauchs und zur nachhaltigen Entwicklung von Großstadtregionen eingeleitet worden.
• Physische Geographie und Geoökologie (Leiter: Prof. Dr. H. Neumeister)
  Untersucht wird das Funktionieren geoökologischer Prozesse in räumlich differenzierten Strukturen der Landschaft im Zusammenhang mit der Lösung gesellschaftlicher Aufgaben einschließlich des Schutzes unserer Lebensumwelt. Den Schwerpunkt bilden dabei die Analyse und Bewertung von Ursachen, Wirkungen, Verbreitungs- und Rückkopplungsmechanismen von verschiedenen Formen der Bodendegratation mit den ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Randbedingungen. Hieraus werden Schlussfolgerungen zur nachhaltigen Entwicklung der Landschaftsnutzung und des Landschaftsschutzes abgeleitet. Mit der planungsbezogenen Umweltgeographie wird ein wichtiges Instrumentarium für die Analyse, die Bewertung und das Management urbaner Landschaften entwickelt.