Jan Hammelmann promovierte in der Arbeitsgruppe von FIAS-Senior-Fellow Hannah Elfner.

Eine der fundamentalen Kräfte der Natur ist die starke Kraft oder Quantenchromodynamik (QCD). Sie beschreibt die Interaktion zwischen den Elementarteilchen Quarks und Gluonen. Bei "alltäglichen" Temperaturen bilden Quarks und Gluonen gebundene Zustände, die als Hadronen bekannt sind, wie zum Beispiel Protonen und Neutronen. Bei extrem hohen Temperaturen schmelzen jedoch die Hadronen, sodass sich Quarks und Gluonen frei bewegen können. Dieser Zustand wird auch als Quark-Gluon-Plasma (QGP) bezeichnet und existierte vermutlich kurz nach dem Urknall.

Eine zentrale Frage in der QCD-Forschung ist die Art des Übergangs zwischen der hadronischen Marterie und dem QGP. Ähnlich wie bei Wasser, das je nach Temperatur und Druck als Flüssigkeit, Gas oder Feststoff existiert, lassen sich auch die Phasen der QCD-Materie in ihr eigenes Phasendiagramm einzeichnen. In diesem wurde ein kritischer Punkt am Ende eines Phasenübergangs erster Ordnung vorhergesagt, der aktiv mithilfe von Schwerionenkollisionen gesucht wird. Diese Kollisionen erzeugen Bedingungen hoher Dichte und Temperatur, bei denen das QGP entstehen könnte und somit die Materie den kritischen Punkt durchläuft.

Eine Möglichkeit, nach dem kritischen Punkt zu suchen, besteht darin, Fluktuationen erhaltener Ladungen zu untersuchen, die als höhere Momente von Verteilungen von Teilchenzahlen gemessen werden können. Während seiner Promotion untersuchte Jan Hammelmann diese Fluktuationen in der hadronischen Phase von Schwerionenkollisionen mithilfe eines Transportmodells namens SMASH, das in der Gruppe von Hannah Elfner entwickelt wird.

Eines der Projekte konzentrierte sich darauf, die Auswirkungen der globalen Ladungserhaltung und hadronischer Wechselwirkungen, wie der Erzeugung und dem Zerfall von Resonanzen, sowie die Ladungsannihilation auf die höheren Momente zu bestimmen. In einem weiteren Projekt untersuchte Hammelmann die Entwicklung kritischer Fluktuationen im hadronischen Medium. Hierzu wurde SMASH mit Verteilungen von Teilchenzahlen initiiert, die aus dem Prinzip der maximalen Informationsentropie hergeleitet wurden. Diese wurden dann mithilfe eines Modells angepasst, das einen kritischen Punkt enthält. In einem dritten Projekt untersuchte er, wie spezifische hadronische Wechselwirkungen die Scherviskosität und Diffusionskoeffizienten erhaltener Ladungen beeinflussen. Diese Transportkoeffizienten sind entscheidend für das Verständnis der Dynamik von Schwerionen. Der Vergleich der Ergebnisse des Transportmodells mit anderen Rechnungen liefert wertvolle Einblicke in die Zusammensetzung des Hadrongases sowie deren Wechselwirkungen.

Hammelmann hat sich entschieden, keine akademische Laufbahn einzuschlagen und sucht aktuell nach einem geeigneten Job.