PhD Position – Swimming in Complex Environments

Das Institut für Fortgeschrittene Simulation - Theoretische Physik lebender Materie (IAS-2) gehört zu den weltweit führenden Gruppen im Bereich der Computersimulationen aktiver, weicher und lebender Materiesysteme, wie Zellen, Bakterien, Gewebe und aktive synthetische Kolloide. Unser Ziel ist es, ein tiefes Verständnis der emergenten Strukturen, Selbstorganisation und Dynamik auf der Grundlage physikalischer Prinzipien zu vermitteln. All diese Systeme sind in der Natur und in alltäglichen praktischen Anwendungen allgegenwärtig und zeichnen sich dadurch aus, dass sie weit vom thermischen Gleichgewicht entfernt sind, sodass die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien neu überdacht werden müssen. Wir kombinieren Modellierung, Hochleistungsrechnen und analytische Theorien, die auf die spezifischen Eigenschaften jedes Systems zugeschnitten sind.

Ihr Job

Starke Einschränkungen in hochgradig ungeordneten und komplexen Umgebungen sind entscheidend für das Verständnis des Verhaltens einer breiten Klasse von Systemen mit intrinsischer Motilität. Poröse Materialien – wie Zellplasma, Schleim, Gewebe, Gele oder Boden – dienen als natürliche Ausbreitungsmedien für die meisten Mikroorganismen, einschließlich Bakterien, Spermien und, neuerdings, synthetische Schwimmer. Das Zusammenspiel zwischen den Eigenschaften einzelner Schwimmer und der Komplexität der damit verbundenen hydrodynamischen Strömungen führt zu einer Vielzahl kollektiver Verhaltensweisen, die bisher schlecht verstanden sind. Die Auseinandersetzung mit dieser Komplexität erfordert die Entwicklung und Anwendung hochleistungsfähiger hydrodynamischer Simulationsmethoden, die dieses Projekt vorantreiben möchte.

In diesem Projekt werden Sie mit einem bestehenden Hochleistungs-Code arbeiten, um hydrodynamische Simulationen von Schwimmern in komplexen Einschränkungen durchzuführen und ihn auch weiterzuentwickeln. Insbesondere werden Sie untersuchen, wie die Tortuosität der Einschränkung das effektive Verhalten in Abhängigkeit von den hydrodynamischen Eigenschaften der Schwimmer beeinflusst. Weitere Themen von Interesse werden die Reaktion der Systeme auf verschiedene externe Stimuli oder die Berücksichtigung verschiedener effektiver Wechselwirkungen zwischen Schwimmern sein, die eng verschiedene experimentelle Rahmenbedingungen abbilden.

Insbesondere werden Ihre Aufgaben sein:

• Sich mit der relevanten Literatur im Feld, dem Code und dessen Weiterentwicklung vertraut zu machen.
• Die Dynamik einzelner Partikel als Funktion des Schwimmmechanismus, der Tortuosität des Mediums und des angewandten externen Flusses zu charakterisieren.
• Das Verhalten dichter Systeme mit hydrodynamischen Wechselwirkungen und anderen Quorum-Sensing-Mechanismen zu untersuchen.
• Ihre Forschung bei Gruppensitzungen, nationalen und internationalen Konferenzen zu präsentieren.
• Wissenschaftliche Publikationen und Projektberichte vorzubereiten.

Ihr Profil

• Master-Abschluss in Physik, weicher Materie, angewandter Mathematik, Chemie oder einem verwandten Bereich.
• Erfahrung und starkes Interesse an Programmierung, Modellierung und Computersimulationen.
• Kenntnisse in statistischer Mechanik, aktiver und lebender Materie.
• Hoher Grad an Unabhängigkeit und Engagement.
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift mit umfangreichem Wortschatz sind erforderlich (mindestens B2-Niveau gemäß dem CEFR), idealerweise unterstützt durch ein Zertifikat, das das Sprachniveau bestätigt.
• Gute Kommunikationsfähigkeiten, Fähigkeit zur Arbeit im Forschungsteam.

Unsere Vorteile für Sie

Wir arbeiten an den neuesten Themen, die unsere Gesellschaft betreffen, und bieten Ihnen die Chance, aktiv an der Gestaltung des Wandels mitzuwirken! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit mit:

• Team & Umfeld: Sie arbeiten in einem erfahrenen und freundlichen internationalen Forschungsteam von Theoretikern und Experimentalisten mit einem starken Hintergrund in Biophysik und aktiver Materie sowie einem internationalen und interdisziplinären Fokus – an einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa.
• Forschung & Infrastruktur: Sie nehmen an einer weltweit führenden internationalen Forschungsumgebung mit modernsten computergestützten Einrichtungen, einschließlich der vor Ort befindlichen europäischen Supercomputer, teil.
• Vernetzung & Austausch: Sie nehmen an (internationalen) Konferenzen und Projektbesprechungen teil und bauen aktiv Ihr wissenschaftliches Netzwerk auf.
• Betreuung & Unterstützung: Wir begleiten Ihr Promotionsstudium mit kontinuierlicher, fachkundiger Anleitung durch Ihren akademischen Betreuer.
• Wissen & Entwicklung: Ihre berufliche Entwicklung ist uns wichtig – wir unterstützen Sie gezielt und individuell, z.B. durch Schulungs- und Vernetzungsmöglichkeiten speziell für Doktoranden (JuDocS).
• Jahresurlaub: Sie erhalten 30 Tage Jahresurlaub.
• Faire Vergütung: Je nach Qualifikation und übertragenen Aufgaben werden Sie nach Entgeltgruppe 13 (75%) des TVöD-Bund eingestuft. Neben dem Grundgehalt gibt es einen zusätzlichen Jahresendbonus gemäß dem Tarifvertrag in Höhe von 75% eines Monatsgehalts sowie vermögenswirksame Leistungen.
• Unterstützung für internationale Mitarbeiter: Unser International Advisory Service erleichtert internationalen Mitarbeitern den Einstieg.
• Befristet: Die Stelle ist zunächst auf 3 Jahre befristet.

Wir begrüßen Bewerbungen von Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen, z.B. in Bezug auf Alter, Geschlecht, Behinderung, sexuelle Orientierung / Identität sowie soziale, ethnische und religiöse Herkunft. Ein vielfältiges und inklusives Arbeitsumfeld mit Chancengleichheit, in dem jeder sein Potenzial entfalten kann, ist uns wichtig.

Arbeitsort: Jülich

Startdatum: Zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Gehalt: Entgeltgruppe 13 (75%) TVöD-Bund

Bewerbungsfrist: Die Stelle wird veröffentlicht, bis sie erfolgreich besetzt ist.