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SFB 925: Licht-induzierte Dynamik und Kontrolle korrelierter Quantensysteme
Fachliche Zuordnung
Physik
Förderung
Förderung von 2011 bis 2023
Webseite
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 170620586
Die Suche nach einem universellen Verständnis und einer akkuraten Beschreibung von wechselwirkenden Quantenvielteilchensystemen ist nach wie vor eines der fundamentalsten und komplexesten Probleme der Physik. Bekanntermaßen spielt die Wechselwirkung zwischen Teilchen in Form starker Korrelationen in vielen physikalischen Systemen eine dominierende Rolle. Dabei treten besonders faszinierende Phänomene zutage, wie etwa die Hochtemperatur-Supraleitung oder der gebrochenzahlige Quanten-Hall Effekt. Während das Verständnis von Grundzustandseigenschaften korrelierter Vielteilchensysteme mittlerweile verhältnismäßig gut ist, stößt man nach wie vor auf viel Unbekanntes wenn man darüberhinausgehend nach der Dynamik derartiger komplexer Systeme fragt. Selbst Antworten auf fundamentale physikalische Fragestellungen entziehen sich diesbezüglich bisher weitestgehend unserer Kenntnis.Der Sonderforschungsbereich 925 hat sich zum Ziel gesetzt, ein tiefgehendes Verständnis über die Dynamik korrelierter Quantensysteme auf allen relevanten Längen- und Zeitskalen zu erlangen. Licht spielt dabei eine zentrale Rolle, als Werkzeug zur Manipulation und Untersuchung unserer verschiedenen Systeme, die von kleinen Systemen (Atomen und Molekülen), in denen Korrelationen auf sehr fundamentalem Niveau beschrieben werden können, bis hin zu Festkörpersystemen, die durch komplexe Vielteilchen-Phasen charakterisiert werden, reichen. Als ein zentrales Bindeglied haben wir ultrakalte Quantengase in optischen Gittern als fundamentale Modellsysteme in das Spektrum des SFB mit aufgenommen, da deren Studium einen hervorragenden Vergleich ermöglicht sowie ganz neue Systeme erlaubt und somit besonders tiefe grundsätzliche Kenntnisse verspricht. Wir erwarten, dass der SFB mit diesem Gesamtkonzept während seiner dritten Förderperiode weiterhin fundamentale Beiträge zum Verständnis von Quanten-Vielteilchensystemen liefern wird.Der Sonderforschungsbereich gestaltet den kontinuierlichen starken Ausbau der Bereiche der Atom-, Molekül-, Ultrakurzzeit- und Festkörperphysik sowie der Physik der Quantengase in Hamburg mit. Im SFB wird die Expertise all dieser Bereiche aus den beteiligten Partnerorganisationen Universität Hamburg, Helmholtz-Zentrum DESY, Max-Planck-Gesellschaft und Europäische X-FEL GmbH zusammengeführt um die sehr anspruchsvollen Fragestellungen gemeinsam, sowohl experimentell als auch theoretisch anzugehen.Dieser Sonderforschungsbereich kombiniert dabei ein hochkarätiges Forschungsprogramm mit exzellenter Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses und modernen Maßnahmen der Gleichstellung und Familienförderung sowie der Öffentlichkeitsarbeit.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Zeitaufgelöste Untersuchung elektronischer Korrelationen in Atomen und Molekülen mit synchronisierten sichtbaren/Infrarot- und Röntgenpulsen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Drescher, Markus ; Frühling, Ulrike ; Meyer, Michael )
- A02 - Kohärente Kontrolle von Elektronensystemen mit ionisierenden Lichtfeldern (Teilprojektleiter Drescher, Markus ; Laarmann, Tim )
- A03 - Elektronische Korrelationen in nichtlinearen Prozessen (Teilprojektleiter Martins, Michael ; Meyer, Michael )
- A04 - Nichtlineare Spektroskopie ultraschneller elektronischer Korrelationen in molekularen und kristallinen Spinsystemen (Teilprojektleiter Bressler, Christian ; Huse, Nils ; Thorwart, Michael )
- A05 - Dynamik in begrenzten Quantensystemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Pfannkuche, Daniela ; Santra, Robin ; Vendrell, Oriol )
- A06 - Getriebene Wenigatomsysteme als Simulator für Attosekundenphysik (Teilprojektleiter Weitenberg, Christof )
- A07 - Ultraschnelle Stabilisierung von Molekülen vermittelt durch elektronische Korrelationen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Calegari, Francesca ; Rubio, Angel )
- B01 - Stark korrelierte Elektronensysteme: Kontrolle und kohärente Rekonstruktion (Teilprojektleiter Cavalleri, Andrea ; Chapman, Ph.D., Henry N. )
- B02 - Ultraschnelle Dynamik in stark korrelierten Systemen (Teilprojektleiter Martins, Michael ; Rossnagel, Kai ; Wurth, Wilfried )
- B03 - Korrelationen und Symmetrien in Spinsystemen (Teilprojektleiter Grübel, Gerhard ; Gutt, Christian )
- B04 - Zeitabhängiger Metall-Isolator-Übergang durchlichtinduzierte Dynamik (Teilprojektleiter Eckstein, Martin ; Lechermann, Frank ; Lichtenstein, Alexander )
- B05 - Dynamik von stark korrelierten Freiheitsgraden in Modellsystemen (Teilprojektleiter Potthoff, Michael )
- B06 - Kontrolle der elektronischen Struktur von Graphen durch Licht (Teilprojektleiterin Gierz-Pehla, Isabella )
- B07 - Metastabile Supraleitung außerhalb des Gleichgewichts (Teilprojektleiter Cavalleri, Andrea ; Mathey, Ludwig )
- B08 - Femtosekundenphysik auf einem Chip: Kontrolle des Quantentransports in Graphen-Heterostrukturen außerhalb des Gleichgewichts (Teilprojektleiter Cavalleri, Andrea ; Mathey, Ludwig ; McIver, James )
- B09 - Kontrollierte Dynamik in maßgeschneiderten Spinketten gekoppelt an Elektronenbäder (Teilprojektleiter Krause, Stefan ; Wiebe, Jens ; Wiesendanger, Roland )
- C01 - Wechselwirkungsinduzierte topologische Ordnung in orbitalen optischen Gittern (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hemmerich, Andreas ; Sengstock, Klaus ; Simonet, Juliette ; Windpassinger, Patrick )
- C02 - Eichfeldinduzierte Quantenphasen von Fermionen in optischen Gittern (Teilprojektleiter Hemmerich, Andreas )
- C03 - Wechselwirkende Fermionen in topologischen Gittern (Teilprojektleiter Becker, Christoph ; Sengstock, Klaus )
- C04 - Untersuchung der Dynamik in stark korrelierten Fermigasen außerhalb des Gleichgewichts (Teilprojektleiter Moritz, Henning )
- C05 - Nichtgleichgewichtsdynamik, Fluktuationen und konkurrierende Phasen in einem offenen getriebenen Atom-Resonator-System (Teilprojektleiter Hemmerich, Andreas ; Thorwart, Michael )
- C06 - Ultrakalte Quantengase in optischen Gittern - Struktur und Anregungen jenseits der Mean-Field-Näherung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Chudnovskiy, Alexander ; Pfannkuche, Daniela )
- C07 - Korrelierte Quantendynamik in getriebenen bosonischen Systemen außerhalb des Gleichgewichts (Teilprojektleiter Schmelcher, Peter )
- C08 - Quantenaktivierung und dynamisches Tunneln von Quantengasen in getriebenen nichtlinearen Resonatoren (Teilprojektleiter Thorwart, Michael )
- C09 - Dynamische Kontrolle von Ordnung und Transport (Teilprojektleiter Mathey, Ludwig )
- MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Grübel, Gerhard ; Huse, Nils ; Laarmann, Tim ; Moritz, Henning ; Sengstock, Klaus )
- Z - Zentrales Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiter Sengstock, Klaus )
- Ö - Öffentlichkeitsarbeit (Teilprojektleiter Sengstock, Klaus ; Thorwart, Michael )
- Ö - Public outreach (Teilprojektleiter Sengstock, Klaus )
Antragstellende Institution
Universität Hamburg
Beteiligte Institution
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
Center for Free-Electron Laser Science (CFEL); Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY); European X-Ray Free-Electron Laser Facility (XFEL) GmbH; Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD)
Center for Free-Electron Laser Science (CFEL); Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY); European X-Ray Free-Electron Laser Facility (XFEL) GmbH; Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD)
Sprecher
Professor Dr. Klaus Sengstock