Wie komplexe Probleme einfach werden

Die Mathematikerin Anna Wienhard ist neue Forschungsgruppenleiterin am Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS). Neben ihrer Professur an der Universität Heidelberg wird sie am HITS die assoziierte Gruppe „Groups and Geometry“ aufbauen. Für ihre Forschungsleistungen erhielt Prof. Wienhard den „Consolidator Grant“ des ERC.

In allen Hochkulturen spielte Mathematik stets eine wichtige Rolle. Heute umgibt sie uns im täglichen Leben, ob in Navigationsgeräten, Smartphones oder bei der Wettervorhersage. Für die naturwissenschaftliche Forschung ist die Mathematik unerlässlich: „Die Mathematik stellt eine Sprache zur Verfügung, in der naturwissenschaftliche Phänomene gut erfasst und erforscht werden können“, sagt die Mathematikerin Prof. Anna Wienhard. Sie ist seit 1. Juni Leiterin der neuen Forschungsgruppe „Groups and Geometry“ am Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS). Die 37-jährige ist zugleich Professorin für Reine Mathematik an der Fakultät für Mathematik und Informatik der Universität Heidelberg, diese Stelle hat sie seit 2012 inne.

„Mit Anna Wienhard konnten wir eine renommierte Mathematikerin gewinnen, die die beiden bestehenden mathematischen Gruppen inhaltlich gut ergänzt“, freut sich Institutssprecherin Prof. Rebecca Wade. „Die neue Gruppe dokumentiert außerdem die enge Beziehung des HITS mit der Universität Heidelberg, die ja eine unserer Gesellschafterinnen ist.“ Prof. Wienhard erhielt unter anderem den mit 1,6 Millionen Euro dotierten „Consolidator Grant“ des European Research Council (ERC), außerdem ist sie Fellow der American Mathematical Society. Zusätzlich zu der neuen Gruppe arbeiten die Mathematiker Prof. Tilmann Gneiting (Computational Statistics) und Prof. Vincent Heuveline (Data Mining and Uncertainty Quantification) mit ihren Teams an dem privaten, gemeinnützigen Forschungsinstitut.
Anna Wienhard studierte Theologie und Mathematik an der Universität Bonn und schloss beide Studiengänge mit einem Diplom ab. Nach einer einjährigen Tätigkeit im Sonderforschungsbereich „Judentum – Christentum“ entschied sie sich für die Mathematik und wurde 2004 an der Universität Bonn promoviert. Es folgte ein PostDoc-Aufenthalt an der Universität Basel. 2005 ging Anna Wienhard in die USA, wo sie am Institute for Advanced Study in Princeton, an der University of Chicago und ab 2007 als Assistant Professor an der Princeton University forschte und lehrte. 2012 erhielt sie mehrere Rufe an Universitäten in den USA, Deutschland und Österreich. Sie entschied sich für die Universität Heidelberg. Am Mathematischen Institut  leitet sie die Arbeitsgruppe Differentialgeometrie.

Die neue HITS-Gruppenleiterin betreibt Reine Mathematik, die im Unterschied zur angewandten Mathematik a priori keinem äußeren Zweck dient – Beispiele dafür sind Zahlentheorie oder Logik. Anna Wienhard untersucht Symmetrien und sogenannte Deformationsräume in geometrischen Strukturen. Symmetrien spielen eine zentrale Rolle in der Mathematik, aber auch in Physik, Biologie und Chemie. „Ein Gefüge mit vielen Symmetrien ist oftmals starr, da schon kleine Veränderungen das Gleichmaß aufheben können“, erläutert  sie. „Es gibt jedoch Strukturen, die sich verändern oder deformieren lassen, ohne dass die Symmetrie gebrochen wird.“ Ein einfaches Beispiel für einen Deformationsraum: Wenn eine Ebene durch quadratische „Fliesen“ gepflastert ist, kann die geometrische Struktur so verschoben werden, dass rautenähnliche Vierecke statt der Quadrate entstehen – die Symmetrie bleibt aber erhalten. Für Nichtmathematiker fasst sie den Kern der Mathematik so zusammen: „Wir suchen nach und entwickeln Strukturen, die komplexe Probleme signifikant vereinfachen.“

Professor Wienhard ist am Austausch mit anderen Naturwissenschaften interessiert – auch deshalb reizte sie die neue Position am HITS: „Das HITS ist interdisziplinär und exzellent, ein kleines Institut, an der die Kommunikation untereinander leichter fällt als an einer großen Institution.“

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