Teknisk fysik

Georg Oberdieck får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid KTH. Han är född 1988 i Göttingen, Tyskland. Han sin doktorsexamen 2015 i matematik vid ETH Zürich. Efter en postdokperiod vid Berkeley och en junior fellow position vid Bonnuniversitetet blev han lektor  vid matematikinstitutionen vid KTH.

Georg beskriver sin forskning på följande sätt: Algebraisk geometri är studiet av geometriska rum som definieras av polynomekvationer, så kallade algebraiska varianter. Vardagen är full av exempel: ellipserna som beskriver planeternas rörelse runt solen, eller de elliptiska kurvorna som används i modern kryptografi. Mitt arbete ligger i enumerativ geometri, som är underområdet för algebraisk geometri som handlar om att räkna geometriska objekt på algebraiska varianter som linjer, kurvor och buntar. Dessa kvantitativa frågor kastar ljus över den detaljerade beskrivningen av ett geometriskt rum och avslöjar ofta överraskande kopplingar till andra områden inom matematiken, särskilt till talteori och representationsteori. Intressant nog finns det också djupa kopplingar till fysik: Fysiska storheter i strängteorin approximeras genom att räkna problem med kurvor på speciella algebraiska varianter. I mitt arbete fokuserar jag på geometrin hos K3-ytor, som är högredimensionella analoger till elliptiska kurvor. Jag fascineras här av kopplingen till modulära former, en vacker typ av funktioner av central betydelse inom talteori och kombinatorik. Denna koppling leder till många spännande resultat på K3-ytor, i synnerhet angående deras enumerativa geometri, deras associerade holomorfa-symplektiska geometri och verifiering av fysiska förutsägelser.

På sin fritid gillar han att vandra, läsa böcker, mest romaner, och utforska Stockholm.

Stefano Crespi får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid Uppsala universitet. Han föddes 1989 i Italien där han tog sin doktorsexamen i kemi vid Paviauniversitetet 2017. Han tillbringade två år som postdoktor i Pavia, följd av en fem-månadsperiod vid Regensburguniversitetet (Tyskland) och två och ett halvt år i Groningen (Nederländerna) som Marie Curie-postdoktor vid Nobelpristagaren Ben Feringas laboratorium. Han flyttade till Uppsala Universitet, där han blev biträdande lektor 2022.

Stefano Crespi beskriver sin forskning så här: det som har präglat mina forskningsintressen genom åren är omvandlingen av ljus till kemisk energi. Mitt huvudsakliga fokus är designen av nya fotokemiska reaktioner och att hitta nya sätt att utnyttja ljusstimuli och omvandla dem till mekanisk rörelse på nanometerskala, för att designa nya ljusdrivna molekylära maskiner. Fotoner representerar det perfekta miljövänliga reagenset eftersom de inte lämnar några spår i reaktionsblandningen. Fotonernas energi kan justeras för att matcha det exakta bandgapet mellan molekylernas grund och exciterade tillstånd. Även lokal och tidsupplöst precision kan uppnås med sådana fotokemiska reaktioner av organiska föreningar. Styrning av rörelse på nanometerskala via ljusstimuli kan användas för att modifiera egenskaperna hos smarta material och kan tillämpas inom systemkemi, energilagring och fotofarmakologi.

På min fritid tycker jag om: klättring och spela gitarr

Francesca Pennacchietti får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Hon är född 1987 och växte upp i Italien där hon studerade fysik. Hon tog sin doktorsexamen vid Universitet i Genua och Italienska Institutet för Teknologi, IIT, 2016. Hon jobbar nu som forskare vid avdelningen för biofysik vid KTH.

Francesca Pennacchietti beskriver sin forskning så här: Alla cellulära funktioner är reglerade av underliggande proteininteraktioner som är invecklade i både tid och rum. För att förstå hur dessa biologiska processer sker är det därmed viktigt att mäta antalet proteinkopior som finns på plats i olika biomolekylära aggregat, för flertalet olika proteiner, men dessutom dynamiken bakom dessas formering.

Trots denna tydliga frågeställning saknas det fortfarande avbildningstekniker som kan integrera all denna information, i både tid och rum med tillräcklig upplösning, i enskilda avbildningar. I min forskning har jag utvecklat mikroskopimetoder kapabla att avbilda celler med nanometerprecision, och som specifikt använder fluorescerande proteiner som aktivt kan slås av och på med ljus. Dessa proteiner kan kontrolleras med svaga ljusnivåer, vilket gör dessa tekniker specifikt kapabla till att avbilda levande celler och mäta dynamiska processer.

Jag anser att dessa typer av fluorescerande proteiner som kan kontrolleras med ljus kan utnyttjas för att dessutom få tillgång till ytterligare kvantitativ information i avbildningar med dessa mikroskopimetoder, något som min vidare forskning försöker utveckla och besvara.

På fritiden gillar Francesca att laga mat, vandra och sticka.

Alina Sekretareva får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid Uppsala universitet. Hon är född 1989 och uppvuxen i Ryssland där hon tog sin grundexamen 2011 i kemi vid Moskvas statliga universitet. Sin doktorsexamen i tillämpad fysik fick hon 2016 vid Linköping Universitet. Därefter tillbringade hon tre år som postdoktor i USA vid Stanford University. Hon återvände till Sverige till Uppsala Universitet och blev biträdande lektor år 2021.  För att kommersialisera sin forskning startade hon nyligen företaget Bioweronics AB. 

Alina Sekretareva beskriver sin forskning så här: Min forskning syftar till att förbättra förståelsen för elektronöverföringsprocesser inom (bio)elektrokatalysatorer och på elektrod/katalysatorgränssnittet genom att utveckla nya tekniker som möjliggör studier av dessa reaktioner på singelmolekylnivå. Förutom grundläggande aspekter undersöker jag möjligheter att designa nya (bio)elektrokatalytiska enheter baserade på denna nya förståelse. Min forskning överbryggar disciplinerna elektrokemi och (bio)oorganisk kemi och använder en rad elektrokemiska, spektroskopiska och teoretiska tekniker för att adressera grundläggande frågor av relevans för elektrokatalys.

Min nuvarande forskning fokuserar på undersökningar av plasmondriven elektrokatalys på enstaka plasmoniska nanopartiklar och på utveckling av nya enmolekylära elektrokemiska tekniker för studier av enzymatisk katalys.

På fritiden tycker jag om att springa maraton, vandra och åka skidor.

Stephan Steinhauer får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Han är född 1986 och uppvuxen i närheten av Wien där han studerade elektroteknik och teknisk fysik. Hans doktorsexamen fick han 2014 vid Vienna University of Technology.

Stephan Steinhauer beskriver sin forskning så här: Nanomaterial, definieras i stort sett som material med minst en geometrisk längd i nanometerskala, dvs. en miljarddel av en meter. Sådana material används som viktiga komponenter inom ett stort antal områden, från elektronik, energiutvinning, katalys och kemiteknik till modern kvantteknik. En hög grad av kontroll över storlek, kristallstruktur, kemisk sammansättning och gränssnittsegenskaper är av yttersta vikt för att uppnå material som är optimerade för sin specifika funktionalitet. Sedan min magisteruppsats har jag varit fascinerad av att studera nanomaterialens unika egenskaper och hur man kan tillverka dem på ett kontrollerat sätt, helst med precision i atomär skala. I synnerhet utvecklar jag metalloxidnanostrukturer för “klassiska” sensoranordningar samt för outforskade tillämpningar inom kvantoptik. I det senare fallet undersöker jag kopparoxidbaserade nanostrukturer som uppvisar elektron-hål-par med höga huvudkvantantal (dvs. Rydberg-excitoner), med målet att utveckla innovativa tillvägagångssätt för kvantsensorteknik med oöverträffad prestanda.

Utanför laboratoriet gillar Stephan racketsporter och är intresserad av att läsa litteratur.

Wei Ouyang får Göran Gustafsson-priset i Teknisk Fysik vid KTH. Han växte upp i södra Kina och doktorerade 2018 vid Institut Pasteur, Paris, Frankrike. Efter sin doktorsexamen tillbringade Wei fyra år som postdoktor vid SciLifeLab och KTH.

Wei Ouyang beskriver sin forskning så här: Mitt arbete är inriktat på att bygga artificiella intelligenssystem för cell- och molekylärbiologi. Min tvärvetenskapliga grupp, AICell Lab, fokuserar på att skapa datadrivna helcellsmodeller med det ambitiösa målet att konstruera en mänsklig cellsimulator. För att uppnå detta arbetar Wei och hans team på innovationer inom data-analys, modellering och generering med tonvikt på vikten av autonoma system för att insamlandet av enorma mängder högkvalitetsdata som lämpar sig för träning av AI-modeller.

Wei säger vidare att hans grupp håller på att utveckla en helautomatiserad bildframställning, utrustad med flera mikroskop, robotarmar, vätskehanteringsrobotar och automatiska inkubatorer. Han framhåller att AI-modeller körs i realtid för att utöka mikroskopivyer med artificiella etiketter och noteringar, vilket möjliggör återkopplingssignaler för att kontrollera celltillväxt, differentiering och att justera mikroskopinställningar för att optimera fototoxicitet och fånga sällsynta händelser i levande celler.

Det långsiktiga målet med Weis forskning är att skapa storskaliga hela mänskliga cellmodeller genom att kombinera befintliga multi-omics-dataset med nya data som genereras av avbildningssystemet. Han föreställer sig att dessa mänskliga cellmodeller har stor potential inom cellexperimentering i kisel, läkemedelsupptäckande och bidrar till en holistisk och systematisk förståelse av den mänskliga cellen.

Utanför laboratoriet säger Wei att han tycker om att utforska Stockholms skärgård och att åka snowboard på vintern.

Klaus Kröncke får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid KTH. Han är född 1986 i Wien och tog sin grundexamen i matematik där 2010. Efter det flyttade han till Tyskland och gjorde sina doktorandstudier vid universitetet i Potsdam där han disputerade 2013. Efter en postdok-period i Regensburg blev han assistant professor i Hamburg 2015. Han började som lektor vid KTH 2022.

Klaus Kröncke beskriver sin forskning så här: Min forskning handlar om differentialgeometri och geometriska partiella differentialekvationer, med särskild fokus på Ricci-flödet och Einsteins mångfald (eng. manifold). Ricci-flödet är en evolutionsekvation för krökta utrymmen som tvingar utrymmet att ändra sin geometri i riktning mot dess Ricci-krökning. På grund av dess analytiska natur kan den ses som en värmeekvation för geometrin. Det tenderar att jämna ut ojämnheter i geometrin men det kan också utveckla singulariteter. Ricci-flödet och förståelsen av dess singulariteter var viktiga ingredienser för klassificeringen av tredimensionella utrymmen som färdigställdes av Grigori Perelman i början av 2000-talet.

De stationära punkterna i Ricci-flödet kallas Einsteins mångfald. Jag är intresserad av beteendet hos Ricci-flödet som ett dynamiskt system i grannskapet av en Einstein-mångfald. I synnerhet är jag intresserad av relationen mellan dynamisk stabilitet och instabilitet hos en given Einstein-mångfald och dess geometriska egenskaper. Jag siktar på att använda dessa kopplingar för att bättre förstå geometrin för singulariteter för Ricci-flödet i fyra och högre dimensioner.

Einsteins mångfald kan också användas för att konstruera rum-tider som uppfyller den berömda Einstein-ekvationen i generell relativitetsteori. Jag undersöker det långvariga beteendet hos dessa och närliggande rum-tider och försöker hitta relationer till stabiliteten hos den underliggande Einstein-mångfalden.

På fritiden tycker Klaus om att spela (jazz) piano, sjunga i kör och upptäcka Stockholms större omgivningar med cykel.

Gemma Mestres får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid Uppsala universitet. Hon är född 1984 och uppvuxen i Barcelona där hon tog sin grundexamen 2007 i kemi vid Universitat Autònoma de Barcelona. Sin doktorsexamen fick hon 2012 vid Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spanien.

Gemma Mestres beskriver sin forskning så här: Tillvägagångssättet för att utveckla biomaterial för reparation av ben (till exempel tandimplantat eller syntetiska bentransplantat) har omdefinierats under de senaste decennierna. Trenden har varit att gå från en teknisk design som helt enkelt skulle återställa benets mekaniska egenskaper till biomaterial som kan replikera benets fysikalisk-kemiska och biologiska egenskaper, vilket förbättrar benregenerering. Trots den enorma utvecklingen av biomaterial har en mycket liten del av dem lett fram till en faktisk produkt som kan tillämpas på patienter. Detta kan indirekt tillskrivas bristen på korrelation mellan de metoderna som används för att bedöma de biologiska egenskaperna hos biomaterial, nämligen cellodling (in vitro-analyser), djurförsök (in vivo-studier) och kliniska prövningar (med frivilliga patienter). Detta leder till en iterativ, lång och ofta oöverkomligt dyr process som medför att de allra flesta försök att skapa biomaterial inte blir av. Jag drivs av att utveckla nya forskningsverktyg för att överbrygga klyftan mellan in vitro– och in vivo-studier, vilket kan öka biomaterialens framgångsgrad i kliniska prövningar framöver. För att uppnå detta integrerar jag benreparationsbiomaterial i mikrofluidplattformar, där benets biologiska och fysiska stimuli imiteras. Denna testmetod kommer att leda till tillförlitliga och tids- och kostnadseffektiva studier, vilket stimulerar tillväxten av biomaterial till marknaden.

Utanför laboratoriet säger Gemma att hon älskar att åka på äventyr med familjen för att upptäcka nya områden och nya kulturer. Utöver det, tycker hon väldigt mycket om att umgås och prata med sina närmsta vänner.

Mats Persson får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid KTH. Mats är född 1987 i Västerhaninge utanför Stockholm och tog civilingenjörsexamen i teknisk fysik vid KTH 2011 och doktorsexamen i fysik vid KTH år 2016. Därefter tillbringade han tre år som postdoktor i USA, först vid Stanford University i Kalifornien och sedan, med stöd av ett Marie Curie-stipendium, vid General Electric Research Center i Niskayuna, NY, USA. Han återvände till KTH som biträdande lektor år 2020.  För att kommersialisera sin forskning var han under sin doktorandtid med och startade ett företag, Prismatic Sensors AB, som senare köptes upp av GE Healthcare.

Mats Persson beskriver sin forskning så här: Jag forskar om datortomografi, en teknik där patienten genomlyses av röntgenstrålar från olika riktningar så att en tredimensionell bild av kroppen kan rekonstrueras med en dator. Under doktorandtiden var jag med och utvecklade en fotonräknande röntgendetektor av kisel som kan ge bättre datortomografibilder än de detektorer som används idag. Till dess fördelar hör inte bara högre upplösning och lägre brus i bilderna utan också förmågan att uppmäta energin hos varje enskild foton, vilket ger bättre möjligheter att identifiera atomsammansättningen i olika vävnader.

Min nuvarande forskning är inriktad på att förstå hur den nya detektortekniken skall utnyttjas bäst. Jag utvecklar därför metoder för att utvärdera prestanda för fotonräknande detektorer och algoritmer för att säkerställa att uppmätta data används för att skapa bilder med bästa möjliga mätnoggrannhet och diagnostiska bildkvalitet. En ny och mycket lovande teknik som jag arbetar med för närvarande bygger på att använda djupa neurala nätverk som tränas på stora mängder bilddata och sedan snabbt kan generera bilder med drastiskt förbättrad kvalitet. Den fotonräknande datortomografitekniken, som kan vara i regelbundet bruk inom vården redan inom några år, har potential att leda till såväl reducerad stråldos som förbättrad diagnos av ett flertal sjukdomar som stroke, hjärt-kärlsjukdomar och cancer.

På fritiden tycker jag om att vara ute i naturen, gärna på längdskidor om det är vinter.