José Luis Romero: Mit Zeit und Frequenz zu neuen Anwendungen

Der Mathematiker José Luis Romero von der Universität Wien erhält für sein Projekt "Zeit-Frequenz-Analyse, Zufälligkeit und Abtastung" einen START-Preis 2019 des FWF. Diese Förderung ermöglicht es dem jungen Spitzenforscher, eine eigene Forschungsgruppe aufzubauen.

Bereits 2013 kam der 37-jährige gebürtige Argentinier José Luis Romero als Lise-Meitner-Stipendiat des FWF an die Fakultät für Mathematik der Universität Wien; aktuell leitet er hier und an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ein FWF-Projekt zu Mathematik und Signalverarbeitung in der Akustik. Der mit bis zu 1,2 Millionen Euro dotierte START-Preis erlaubt es dem Mathematiker, seine Forschungen im Bereich Zeit-Frequenz-Analyse auf längere Sicht und finanziell abgesichert durchzuführen und sich als wissenschaftliche Führungskraft zu etablieren.

Die Zeit-Frequenz-Analyse, die im Mittelpunkt der Forschungen von START-Preisträger José Luis Romero steht, findet auch in der Telekommunikation Anwendungsmöglichkeiten. (© Martin Berk/pixelio.de)

Modernste Analysemethoden weiterentwickeln

José Romeros START-Projekt dreht sich um die Zeit-Frequenz-Analyse – ein vielseitiges mathematisches Werkzeug, das es erlaubt, verschiedene Phänomene des Zeit- und Frequenzbereichs gleichzeitig zu untersuchen. Eindimensionale Daten lassen sich etwa zweidimensional repräsentieren und analysieren.

Bei der Zeit-Frequenz-Analyse handelt es sich um ein breit aufgestelltes Forschungsfeld, das einerseits viele Bereiche der Mathematik betrifft und sich andererseits beispielsweise in der Akustik, der drahtlosen Kommunikation, der statistischen Datenanalyse sowie der mathematischen Physik einsetzen lässt. Besonders erfolgreich ist sie bei der Behandlung von Problemen, deren spektrale Eigenschaften sich im Laufe der Zeit verändern.

Neben dem START-Preis für José Luis Romero und fünf weiteren START-Preisen wurde am Montag, 17. Juni 2019, auch der "Austro-Nobelpreis", der Wittgensteinpreis 2019, vergeben. Die Wittgenstein-Preisträger 2019 sind der Osteuropa-Historiker Philipp Ther und der Mikrobiologe Michael Wagner. Beide forschen und lehren an der Universität Wien. (© FWF/Novotny)

Forschen an der Grenze

Der Grenzbereich, in dem eine gleichzeitige Zeit-Frequenz-Analyse möglich ist, wird durch die sogenannte Unschärferelation bestimmt. Zwei Eigenschaften eines Teilchens, die in einem komplementären Verhältnis zueinander stehen, lassen sich demnach nicht simultan in beliebiger Genauigkeit untersuchen. José Luis Romero beschäftigt sich in seiner Forschung mit einer Reihe von durch bestimmte Anwendungen motivierten Problemen, bei denen der sogenannte "Unschärfegrenzwert" erreicht wird.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

In seinem START-Projekt "Zeit-Frequenz-Analyse, Zufälligkeit und Abtastung" wird sich der junge Mathematiker mit Themen wie der Analyse von Erfassungs- und Zusammensetzungsvorgängen, dem Feinverhalten von Darstellungen auf Basis von lokalen Oszillationsmustern sowie der gleichzeitigen Zeit-Frequenz-Analyse von zufälligen Phänomenen und bestimmten statistischen Schätzfunktionen auseinandersetzen. Weiters untersucht er die Auswirkungen von Erfassungsgeometrie auf numerische Stabilität sowie die Quantifizierung all dieser Anwendungen nahe dem Unschärfegrenzwert.

Damit geht die Forschung von José Luis Romero auf zweifache Weise über die bisherige wissenschaftliche Forschung hinaus: Einerseits werden lange bestehende Probleme der Zeit-Frequenz-Analyse systematisch untersucht, andererseits wird sie in neuen Bereichen eingesetzt, die für Anwendungen zum Beispiel in der Akustik oder mathematischen Physik relevant sind. (FWF/jr)

Über José Luis Romero

José Luis Romero, geb. 1982 in Buenos Aires, Argentinien, habilitierte sich 2016 an der Fakultät für Mathematik der Universität Wien. Er promovierte 2011 an der Universität Buenos Aires und kam 2013 an die Universität Wien, wo er zunächst ein Lise-Meitner-Stipendium des FWF und anschließend ein Marie Curie-Fellowship der Europäischen Kommission innehatte. Aktuell leitet er das FWF-Projekt "Zeit-Frequenz Methoden jenseits des algebraischen Kontextes" an der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität Wien, das noch bis 2021 läuft. 2018 erhielt er den Best Paper Award der ÖAW für seinen Artikel "Sampling theorems for shift-invariant spaces, Gabor frames, and totally positive functions".