Prof. Dr. Holger Cartarius

AG Fachdidaktik der Physik und Astronomie

Kontakt

Holger Cartarius, Prof. Dr.
Physik und ihre Didaktik
Prof. Dr. Holger Cartarius
Foto: F. Eberhardt
holger.cartarius@uni-jena.de
+49 3641 9-47490 +49 3641 9-47492
Raum E008
August-Bebel-Straße 4
07743 Jena
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Forschungsinteressen Eintrag erweitern

Aktuelle Forschungsthemen, Fachdidaktik Physik

  • Didaktische Rekonstruktion für Lehreinheiten und digitale Angebote zur modernen Physik und Astronomie für Schülerinnen und Schüler
  • Didaktische Ansätze zur Quantenphysik und zu Quantentechnologien
  • Studieneingangsphase und Mathematikausbildung im Lehramtsstudium Physik
  • Lehrkonzepte zur professionsorientierten Ergänzung der theoretischen Physik im Lehramtsstudium Physik

Frühere Forschungsthemen, Theoretische Physik

  • Offene und nichtlineare Quantensysteme, Bose-Einstein-Kondensate mit Gewinn- und Verlusteffekten
  • Quantenmechanik PT-symmetrischer Hamiltonoperatoren
  • Verzweigungspunkte, exceptional points
  • Bose-Einstein Kondensate mit langreichweitigen Wechselwirkungen
  • Atome in äußeren Feldern
  • Semiklassische Theorien
Publikationen Eintrag erweitern

2022

  • S. Aehle, P. Scheiger, H. Cartarius
    An Approach to Quantum Physics Teaching through Analog Experiments
    Physics 4, 1241 (2022) 

  • S. Aehle, P. Scheiger, H. Cartarius
    Entwicklung von Analogie-Experimenten zum quantenmechanischen Messprozess
    In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
    PhyDid B -- Didaktik der Physik -- Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, accepted (2022)

  • J. Schneider, H. Cartarius
    Mit Arduino und Spielzeugeisenbahn zur Relativitätstheorie: Analogieexperimente zur Zeitdilatation und Längenkontraktion
    In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
    PhyDid B -- Didaktik der Physik -- Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, accepted (2022)

  • P. Scheiger, R. Nawrodt, H. Cartarius
    Peer Instruction in der Theoretischen Physik
    In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
    PhyDid B -- Didaktik der Physik -- Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, accepted (2022)

  • T. Reinsch, L. Maczewsky, H. Cartarius, R. Nawrodt
    Quantenphysik und Astronomie– mehr als nur bunte Farben?
    In: Frühjahrstagung des Fachverbandes Didaktik der Physik 2022, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
    PhyDid B -- Didaktik der Physik -- Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, accepted (2022)

2021

2020

2019

  • P. Scheiger, A. Donhauser, R. Nawrodt, H. Cartarius
    Mathematik im Lehramtsstudium Physik an der Universität Stuttgart
    In: Frühjahrstagung Aachen 2019, V. Nordmeier, H. Grötzebauch (Eds.)
    PhyDid B -- Didaktik der Physik -- Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, pp. 125-130 (2019)

  • S. Böhrkircher, S. Erfort, H. Cartarius, G. Wunner
    Hybrid breathers in nonlinear PT-symmetric metamaterials
    Physical Review A 100, 063826 (2019)

  • J. Stysch, F. Roser, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
    Purity oscillations in coupled Bose-Einstein condensates
    Physical Review A 100, 063605 (2019)

  • H. Cartarius, P. Scheiger, A. Donhauser
    Moderne Physik im Lehr-Lern-Labor - Wahlpflichtfach im Lehramtsstudium Physik
    In: Ansätze für die natur- und technikwissenschaftliche Lehrerbildung an der Professional School of Education Stuttgart - Ludwigsburg. Eine Bestandsaufnahme im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung, B. Zinn, E. Starauschek (Eds.), Logos Verlag, Berlin, pp. 9-16 (2019)

  • P. Scheiger, H. Cartarius, A. Donhauser
    Evaluation der Mathematikkenntnisse von Lehramtsstudierenden der Physik
    In: Ansätze für die natur- und technikwissenschaftliche Lehrerbildung an der Professional School of Education Stuttgart - Ludwigsburg. Eine Bestandsaufnahme im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung, B. Zinn, E. Starauschek (Eds.), Logos Verlag, Berlin, pp. 47-54 (2019)

2018

  • F. Dangel, M. Wagner, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
    Topological invariants in dissipative extensions of the Su-Schrieffer-Heeger model
    Physical Review A 98, 013628 (2018)

  • M. Klett, H. Cartarius, D. Dast, J. Main, G. Wunner
    Topological edge states in the Su-Schrieer-Heeger model subject to balanced particle gain and loss
    European Physical Journal D 72, 214 (2018)

  • T. Mathea, D. Dast, D. Dizdarevic, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
    Using mixed many-body particle states to generate exact PT-symmetry in a time-dependent four-well system
    Journal of Physics A 51, 315303 (2018)

  • D. Dizdarevic, J. Main, K. Alpin, J. Reiff, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
    Realization of balanced gain and loss in a time-dependent four-mode Bose-Hubbard model
    Physical Review A 97, 013623 (2018)

  • H. Cartarius, Z. H. Musslimani, L. Schwarz, G. Wunner
    Computing eigenfunctions and eigenvalues of boundary-value problems with the orthogonal spectral renormalization method
    Physical Review A 97, 032134 (2018)

  • D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
    PT-symmetric gain and loss in a rotating Bose-Einstein condensate
    Physical Review A 97, 033607 (2018)

2017

  • J. Schnabel, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner, W. D. Heiss
    Simple models of three coupled PT-symmetric wave guides allowing for third-order exceptional points
    Acta Polytechnica 57, 454 (2017)

  • M. Wagner, F. Dangel, H. Cartarius, G. Wunner, J. Main
    Numerical Calculation of the Complex Berry Phase in Non-Hermitian Systems
    Acta Polytechnica 57, 470 (2017) 

  • P. Lunt, D. Haag, D. Dast, H. Cartarius, G. Wunner
    Balanced gain and loss in Bose-Einstein condensates without PT symmetry
    Physical Review A 96, 023614 (2017)

  • D. Dast, D. Haag, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
    Stationary states in the many-particle description of Bose-Einstein condensates with balanced gain and loss
    Physical Review A 96, 023625 (2017)

  • J. Schnabel, H. Cartarius, J. Main, G. Wunner, W. D. Heiss
    PT-symmetric waveguide system with evidence of a third-order exceptional point
    Physical Review A 95, 053868 (2017)

  • L. Schwarz, H. Cartarius, Z. H. Musslimani, J. Main, G. Wunner
    Vortices in Bose-Einstein condensates with PT-symmetric gain and loss
    Physical Review A 95, 053613 (2017) 

  • M. Klett, H. Cartarius, D. Dast, J. Main, G. Wunner
    Relation between PT-symmetry breaking and topologically nontrivial phases in the Su-Schrieffer-Heeger and Kitaev models
    Physical Review A 95, 053626 (2017)

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

  • S. Rau, J. Main, H. Cartarius, P. Köberle, G. Wunner
    Variational methods with coupled Gaussian functions for Bose-Einstein condensates with long-range interactions. II. Applications
    Physical Review A 82, 023611 (2010)

  • H. Cartarius, J. Main, T. Losch, G. Wunner
    Resonance wave functions located at the Stark saddle point
    Physical Review A 81, 063414 (2010)

2009

2008

  • H. Cartarius, T. Fabčič, J. Main, G. Wunner
    Dynamics and stability of Bose-Einstein condensates with attractive 1/r interaction
    Physical Review A 78, 013615 (2008)

  • H. Cartarius, J. Main, G. Wunner
    Discovery of exceptional points in the Bose-Einstein condensation of gases with attractive 1/r interaction
    Physical Review A 77, 013618 (2008)

  • G. Wunner, H. Cartarius, T. Fabčič, P. Köberle, J. Main, T. Schwidder
    Nonlinear Dynamics of Bose-Einstein Condensates with Long-Range Interactions
    In: Proceedings of the "7th International Summer School/Conference LET'S FACE CHAOS THROUGH NONLINEAR DYNAMICS", CAMTP, University of Maribor, Slovenia, 29 June -- 13 July 2008, M. Robnik, V. Romanovski (Eds.)
    AIP Conference Proceedings, Vol. 1076, AIP, pp. 282-291 (2008)

2007

2006

Lehre an der FSU Jena Eintrag erweitern

Aktuelle Lehrveranstaltungen in Friedolin

  • Wintersemester 2022/23
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 1 (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Fachdidaktik Astronomie (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Numerik und Sensoren für die Schulphysik (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
    • Vorkurs Mathematik für BSc und Lehramt Physik (optionales Angebot, Vorlesung)
    • Forschungsseminar Physik- und Astronomiedidaktik (optionales Angebot für Doktoranden und Abschlussarbeits-Studierende)
  • Sommersemester 2022
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 2 (Pflichtmodul, Seminar)
    • Fachdidaktik Astronomie (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Fortgeschrittene Themen der Quantenphysik aus der Sicht von Schülerfragen (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
    • Forschungsseminar Physik- und Astronomiedidaktik (optionales Angebot für Doktoranden und Abschlussarbeits-Studierende)
  • Wintersemester 2021/22
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 1 (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Fachdidaktik Astronomie (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Relativitätstheorie für das Lehramt (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
    • Forschungsseminar Physik- und Astronomiedidaktik (optionales Angebot für Doktoranden und Abschlussarbeits-Studierende)
  • Sommersemester 2021
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 2 (Pflichtmodul, Seminar)
    • Fachdidaktik Astronomie (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Kosmologie (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
    • Forschungsseminar Physik- und Astronomiedidaktik (optionales Angebot für Doktoranden und Abschlussarbeits-Studierende)
  • Wintersemester 2020/21
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 1 (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Fachdidaktik Astronomie (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Relativitätstheorie für das Lehramt (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
    • Vorkurs Mathematik für BSc und Lehramt Physik (optionales Angebot, Vorlesung)
  • Sommersemeter 2020
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 2 (Pflichtmodul, Seminar)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Fortgeschrittene Themen der Quantenphysik aus der Sicht von Schülerfragen (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
  • Wintersemester 2019/20
    • Fachdidaktik Physik 1, Teil 1 (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Vorbereitungsmodul für die Staatsexamensprüfung in Fachdidaktik Physik (Pflichtmodul, Vorlesung)
    • Relativitätstheorie für das Lehramt (Wahlpflichtmodul, Vorlesung und Übungen)
Lebenslauf Eintrag erweitern
  • seit September 2019 Professor für Physik und ihre Didaktik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena
  • 2017-2019 Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Privatdozent in der Abteilung Physik und ihre Didaktik der Universität Stuttgart
  • 2014-2017 Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Privatdozent am 1. Institut für Theoretische Physik der Universität Stuttgart
  • 2011-2014 Habilitation in Theoretischer Physik an der Universität Stuttgart
  • 2010-2011 Postdoc am Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel
  • 2009-2010 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am 1. Institut für Theoretische Physik der Universität Stuttgart
  • 2004-2008 Promotion in Physik (Dr. rer. nat.) an der Universität Stuttgart
  • 1999-2004 Physikstudium (Dipl.-Phys.) an der Universität Stuttgart
Gremientätigkeiten an der FSU Jena Eintrag erweitern
  • Akuell
    • Mitglied des Direktoriums des Zentrums für Lehrerbildung und Bildungsforschung (seit Apri 2022)
    • Mitglied der Evaluierungskommission der Physikalisch-Astronomischen Fakultät (seit Juni 2020)
    • Mitglied der Studienkommission der Physikalisch-Astronomischen Fakultät (seit Oktober 2019)
    • Mitglied des Zentrums für Lehrerbildung und Bildungsforschung (seit September 2019, kraft Amtes als Professor in einer Fachdidaktik)
  • Früher
    • Mitglied des geschäftsführenden Lehrerbildungsausschusses (nach einer früheren ZLB-Ordnung von Januar 2020 bis April 2022)
    • Mitglied des Lehrerbildungsausschusses (nach einer früheren ZLB-Ordnung von Oktober 2019 bis April 2022)
    • Leiter der Arbeitsgruppe zur Reformation des Lehramtsstudiums Physik der Physikalisch-Astronomischen Fakultät (Oktober 2019 bis April 2021)