Wissenschaftliche Betätigung

(von Heinz Scsibrany)

Diplomarbeit:

Am Institut für Kernphysik der Technischen Universität Wien.
Thema: Reaktionsraten für die Nukleosynthese von Sauerstoff.
Diese Reaktionsraten geben vereinfacht gesagt an, wie schnell das Sauerstoff-16 Isotop im Zuge des Heliumbrennens im Inneren von Sternen entsteht und wieder verbraucht (weil daraus z.B. Neon-20 entsteht) wird. Diese Erkenntnisse sind wichtig wenn man die im Weltall (und auch auf der Erde) beobachtete Isotopenverteilung der Elemente ergründen will. Auch für die Beantwortung der Frage, wie die Zukunft unserer Sonne (und somit auch die der Erde) aussieht sind das wesentliche Basisdaten.

Dissertation:

Thema: Topologische Ähnlichkeit chemischer Strukturen und Anwendungen in der computerunterstützten Interpretation von Massenspektren.
Es ging hierbei darum, festzustellen, ob chemisch ähnliche Substanzen (mit ähnlicher Struktur) auch ähnliche Massenspektren oder genauer gesagt Ähnlichkeiten in bestimmten Merkmalen des Massenspektrums zeigen. Dies ist in zweierlei Hinsicht wesentlich:
Weil diese Erkenntnis für die Interpretation des Massenspektrums einer unbekannten Substanz mit dem Ziel die chemische Struktur dieser Substanz zu ermitteln nützlich ist und weil sie auch für die Siumulation des Massenspektrums einer bekannten Substanz eine Rolle spielt.
Um solche Massenspektren-Struktur Beziehungen aufzufinden entwickelte ich ein Programm zur Verwaltung einer Massenspektren-Struktur Datenbank. Dieses Programm enthält u.a. einen sehr schnellen Algorithmus (= Rechenvorschrift) zur Teilstruktur-Suche sowie Algorithmen zur Spektren-Suche und zur Suche nach größten gemeinsamen Teilstrukturen in einem Satz chemischer Strukturen. Mit diesen Hilfsmitteln konnten bei einigen Verbindungsklassen Zusammenhänge zwischen der Struktur und dem Massenspektrum erkannt werden.

In jüngster Zeit wurden mit Hilfe des Programms zur Bestimmung größten gemeinsamen Teilstrukturen auch Zusammmenhänge zwischen Infrarotspektren und Strukturen gefunden. Diese Erkenntnisse lassen sich möglicherweise in Zukunft zur Verbesserung der Strukturaufklärung aus Infrarotspektren verwenden.

Für weitere Information siehe: Arbeitsgruppe für Chemometrie / TU-Wien.

Die Teilstruktur-Suche (Mathematiker bezeichnen das als "Teilgraph Isomorphismus Problem") und auch die Suche nach größten gemeinsamen Teilstrukturen gehören zur Klasse der NP-Vollständigen Probleme, die sich vermutlich nur in (mit der Problemgröße -) exponentiell ansteigender Zeit lösen lassen (im Unterschied zu Problemen der Klasse P, die sich in Polynomieller Zeit lösen lassen - was einen gewaltigen Unterschied in der Rechenzeit ausmacht). "Vermutlich" habe ich deshalb geschrieben, weil dies bislang nicht bewiesen werden konnte - es handelt sich vielmehr um eines der dringendsten Probleme der Mathematik, für dessen Lösung ein Preisgeld von 1 Million Dollar ausgesetzt ist.

Warum die Lösung dieser Fragestellung, ob NP gleich oder ungleich P ist, so dringend ist ? Weil, wenn sich herausstellen sollte, dass (wider Erwarten) NP = P gilt, dies weitreichende Auswirkungen hätte. Eine Folge davon wäre etwa, dass Netbanking in der derzeitigen Form nicht mehr sicher wäre, weil dann (zumindest theoretisch) die Möglichkeit bestünde die Verschlüsselung zu "knacken".

Computer Programmierung:

Am liebsten programmiere ich unter WINDOWS (3.1, 95) in den Sprachen PASCAL oder Delphi.
Vorzugsweise entwickle ich Programme zur Simulation oder Veranschaulichung Chemischer oder Astronomischer Fragestellungen.
Beispiele:
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