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Fields-Medaille für EPFL-Mathematikerin und Uni Genf-Mathematiker
Es ist eine Premiere: Gleich zwei der diesjährigen Fields-Medaillen-Gewinner forschen in der Schweiz. Geehrt mit der höchsten Auszeichnung in der Mathematik werden Maryna Viazovska von der ETH Lausanne (EPFL) und Hugo Duminil-Copin von der Universität Genf.
Die Internationale Mathematische Union (IMU) verlieh die Auszeichnungen am Dienstag anlässlich des Internationalen Mathematikerkongresses in Helsinki. Die Fields-Medaille wird oft als «Nobelpreis der Mathematik» bezeichnet.
Die in Kiew geborene Zahlentheoretikerin Maryna Viazovska ist erst die zweite Frau, die mit der Fields-Medaille geehrt wird. Den Preis erhält sie für ihre Verdienste in der Lösung sogenannter Kugelstapel-Probleme und «verwandter Extremprobleme und Interpolationsprobleme», hiess es in der Begründung der IMU.
Der 36-jährige Hugo Duminil-Copin wird für die «Lösung langjähriger Probleme» auf dem Gebiet der statistischen Physik geehrt. Er beschäftigt sich insbesondere mit der mathematischen Beschreibung von Phasenübergängen, also mit sprunghaften Veränderungen der Eigenschaften der Materie.
Kugelstapeln in höheren Dimensionen
Das Kugelstapel-Problem reicht zurück bis ins 16. Jahrhundert. Damals rätselte Sir Walter Raleigh, wie man Kanonenkugeln stapeln muss, damit möglichst viele in ein Schiff hineinpassen. Er stellte die Theorie auf, dass dies pyramidenförmig geschehen müsse. Der entsprechende Beweis - notabene für 3 Dimensionen - gelang erst 1998 mit riesigen Computerberechnungen.
Die 37-jährige Viazovska interessiert sich für höhere Dimensionen, für die sie das Kugelpackungsproblem mit originellen und verblüffend einfachen Berechnungen knackte. Der wissenschaftliche Durchbruch gelang ihr, als sie die Lösung zur dichtesten Kugelpackung in der 8. und - gemeinsam mit Kollegen - in der 24. Dimension darlegte.
Die Arbeit der Lausanner Professorin ist dabei nicht nur mathematische Spielerei, sondern beispielsweise auch nützlich bei der Analyse von Kristallstrukturen oder in der Fehlerbehebung von Signalübertragungen.
Die seit sechs Jahren an der EPFL tätige Mathematikerin erhielt bereits zahlreiche Auszeichnungen, unter anderem 2020 den Nationalen Latsis-Preis sowie den Preis der Europäischen Mathematischen Gesellschaft im selben Jahr.
Wie sich Kaffeepulver auflöst
Der Mathematiker Duminil-Copin nutzt Ideen aus der Wahrscheinlichkeitstheorie, um Phasenübergänge zu analysieren - also Veränderungen der Materieeigenschaften, wie sie etwa beim Wechsel von flüssigem Wasser zu Eis stattfinden. Am Punkt des Phasenübergangs befindet sich das System in einem kritischen Zustand: Die Eigenschaften entsprechen weder denen unmittelbar vor noch denen nach dem Phasenübergang. Und genau dort kommt die Wahrscheinlichkeitstheorie ins Spiel.
Mit den Modellen, an denen der gebürtige Franzosen tüftelt, versucht man beispielsweise den Übergang zu beschreiben, bei dem Mineralien magnetisch werden, oder umgekehrt: ihren Magnetismus verlieren. Auch wie sich Kaffeepulver auflöst, wenn Wasser zwischen den Körner durchsickert, lässt sich anhand solcher Modelle mathematisch beschreiben.
Professor mit 28 Jahren
Duminil-Copin räumte in einer Mitteilung der Universität Genf ein, dass es sich bei seinen Arbeiten um reine Grundlagenforschung handle. «Dennoch bleibt die mathematische Modellierung von Phasenübergängen sehr wichtig, um das Verhalten von Materie besser zu verstehen», so der Mathematiker, dessen Doktorvater, Stanislas Smirnov, 2010 ebenfalls mit der Fields-Medaille geehrt wurde.
Bereits im Alter von nur 28 Jahren wurde Duminil-Copin Assistenzprofessor an der Universität Genf und ein Jahr später ordentlicher Professor. Zudem hat er eine Professur am Institut des Hautes Études Scientifiques bei Paris inne. In seiner Karriere erhielt er bereits zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Preis «New Horizons in Mathematics» der Breakthrough Foundation.
Zwei weitere Preisträger
Neben Viazovska und Duminil-Copin bekamen auch der südkoreanisch-amerikanische Mathematiker June Huh von der Princeton University sowie der britische Mathematiker James Maynard von der University of Oxford die goldene Medaille.
Die mit 15'000 kanadischen Dollar (rund 11'200 Franken) dotierte Auszeichnung ehrt Forschende unter 40 Jahren, die in ihrem Fach bereits Herausragendes geleistet haben und ein Versprechen für die Zukunft sind. Verliehen wird sie seit 1936 alle vier Jahre und geht zurück auf den Mathematiker John Charles Fields.