Forschung

Forschungsschwerpunkte: Angewandte Mathematik, partielle Differenzialgleichungen, Variationsrechnung, Funktionalanalysis, Musterbildung, Materialwissenschaft

Felix Otto forscht auf dem Gebiet der angewandten Mathematik. Sein Forschungsschwerpunkt sind partielle Differenzialgleichungen. Er klärt mit Theorien der Mathematik Musterbildungsprozesse in der Natur auf. Zudem entwickelt er neue mathematische Methoden und Werkzeuge.

Partielle Differenzialgleichungen beschreiben Gesetzmäßigkeiten für orts- und zeitabhängige physikalische Größen. Felix Otto wendet dies bei Naturphänomenen und in der Materialwissenschaft an. Ausgangspunkt sind physikalische Phänomene wie Mikromagnetismus, die Ausbreitung von Flüssigkeiten oder Phasenübergänge bei Entmischungsvorgängen. Ein Beispiel für Entmischungsvorgänge ist das Verhalten von Öl und Essig in einer Vinaigrette. Bei solchen Prozessen konnte Felix Otto aus Eigenschaften der Geometrie der Energielandschaft Vorhersagen über die Dynamik ableiten.

Mikromagnetismus spielt bei Speichertechnologien (CDs, DVDs) eine Rolle, da hier dünne Schichten (Dünnfilm) magnetisiert werden. Vor der Magnetisierung müssen Skalenprobleme gelöst werden. Felix Otto hat hierfür eine Theorie mathematisch hergeleitet, die für alle Skalen richtige Vorhersagen macht. In weiteren Arbeiten zur Ausbreitung von viskosen Flüssigkeiten versuchte er die Ausbreitung eines Öl-Wasser-Gemischs (Zweiphasen-Strömung) in porösem Gestein vorherzusagen. Er hat dabei die sogenannte Dünnfilmgleichung an unterschiedliche Längenskalen und Randbedingungen angepasst.

Mit seiner Forschung möchte Felix Otto die Mathematik weiterbringen. Er hat Methoden erfunden und mathematische Werkzeuge weiterentwickelt. Sein Name ist verbunden mit der Gradientenflussstruktur poröser Medien, der Otto-Villani-Ungleichung in der Funktionsanalyse oder der Kohn-Müller-Otto-Theorie des Dünnfilm-Mikromagnetismus.

Werdegang

• seit 2010 Direktor am Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften, Leipzig
• seit 2010 Honorarprofessor für Analysis und Mathematische Modellierung an der Universität Leipzig
• 1999-2010 Professor (C4, seit 2008 W3) an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 1998-1999 Full Professor an der University of California Santa Barbara, USA
• 1997-1998 Assistant Professor an der University of California Santa Barbara, USA
• 1995-1997 Gastwissenschaftler am Courant Institute, New York und der Carnegie Mellon University, Pittsburgh, USA
• 1993 Promotion im Fach Mathematik in Bonn
• 1990 Diplom in Mathematik
• Studium der Mathematik an der Universität Bonn

Funktionen

• seit 2016 Vorsitzender der Wissenschaftlichen Kommission des Mathematischen Forschungsinstitutes Oberwolfach
• seit 2014 Mitglied im Rat der Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM)
• seit 2015 Consulting editor der Proceedings of the Edinburgh Mathematical Society
• seit 2014 Herausgeber von La collection Maths and Applications, SMAi
• seit 2012 Herausgeber des Journal of Nonlinear Science
• 2012-2019 Mitglied des DFG-Fachkollegiums Naturwissenschaften-Mathematik
• seit 2011 Herausgeber des Journal of Evolution Equations
• seit 2010 Herausgeber des Journal of Functional Analysis
• 2008-2010 Mitglied des Senats der Universität Bonn
• seit 1999 Herausgeber des Archive for Rational Mechanics and Analysis

Projekte

• 2006-2015 DFG-Projekt “Domain structures and dynamics in Ferromagnetic shape memory materials: Theory and Experiment – Continuum models of magnetic shape memory materials: mathematics”, Teilprojekt zu SPP 1239 „Änderung von Mikrostruktur und Form fester Werkstoffe durch äußere Magnetfelder“
• 2006-2009 Geschäftsführender Direktor des Exzellenzclusters „Hausdorff Center for Mathematics“
• 2002-2012 DFG-Projekt „Musterbildung in magnetischen Materialien“, Teilprojekt zu SFB 611 „Singuläre Phänomene und Skalierung in mathematischen Modellen“
• 2002-2010 DFG-Projekt „Komplexe Rheologie“, Teilprojekt zu SFB 611
• 2002-2006 Sprecher des DFG-Sonderforschungsbereichs 611 „Singuläre Phänomene und Skalierung in mathematischen Modellen“
• 2002-2004 DFG-Projekt „Nichtlineare Wechselwirkungen bei piezoelektisch angeregten Oberflächenwellen“, Teilprojekt zu SFB 611
• 1991-2001 DFG-Projekt „Interaktion von Durchmischungsmechanismen in mehrphasiger Grundwasserströmung: Dispersion und viskoses Fingering“, Teilprojekt zu SFB 350 „Wechselwirkungen kontinentaler Stoffsysteme und ihre Modellierung“
• 1991-2001 DFG-Projekt „Reliefentwicklung als selbstorganisiertes Phänomen“, Teilprojekt zu SFB 350

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2017 Blaise Pascal-Medaille
• seit 2015 Mitglied der Academia Europaea
• seit 2014 Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften
• 2009 Gauß-Vorlesung
• seit 2008 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• seit 2007 Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften
• 2007 Collatz-Preis
• 2006 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 2001 Max Planck-Forschungspreis