Neben der Charakterisierung von Gesteinsproben hinsichtlich klassischer gesteinsphysikalischer Parameter, stehen insbesondere die Methoden Nuklear Magnetische Resonanz (NMR), Spektrale Induzierte Polarisation (SIP) sowie Röntgen-Computer Tomografie (µ-CT) in Verbindung mit der Digitalen Gesteinsphysik im Fokus der Forschung. Die mit diesen Methoden bearbeiteten Forschungsthemen weisen dabei sowohl starken Grundlagencharakter als auch innovativen Anwendungsbezug auf. Innerhalb der deutschen Forschungslandschaft ist dieses methodische und thematische Paket einmalig und bietet zudem starke Anknüpfungspunkte an internationale Forschungsgruppen. So liefern die Themen Porenräume und Porenstrukturen, (mikroskopische) Grenzflächen und -prozesse sowie Numerische Simulationen von Prozessen auf der Porenskala essenzielle Ergebnisse über physikalisch-räumliche Zusammenhänge und Prozesse auf einer µm- bis cm-Skala. Beispiele für zu untersuchende Prozesse sind der hydraulische Transport in 1- und 2-Phasen-Systemen sowie die Interaktion von Fluid-Matrix-Grenzflächen und der dabei auftretenden Phänomene (z.B. Grenzflächenleitfähigkeiten). Die gewonnenen Ergebnisse dienen als elementare Basis für eine makroskopische, d.h. großräumige, anwendungsbezogene physikalische Charakterisierung, z.B. für die Bestimmung der hydraulischen Leitfähigkeit von Grundwasser­systemen aus kombinierten NMR-SIP-Messungen oder zum Verständnis der Entstehung und zeitlichen Entwicklung von Karst-Strukturen als spezielle geologische Struktur.