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TRR 360:  Eingeschränkte Quantenmaterie

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung seit 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 492547816
 
Die jüngsten Fortschritte im Verständnis der Organisationsprinzipien von Quantenmaterie, zusammen mit den bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich der experimentellen Methoden, stellen einen exzellenten Ausgangspunkt für die Forschung hinsichtlich des Designs und der Kontrolle emergenter Quantenphasen dar. Zugleich entwickeln sich komplexe Quantenmaterialien zu einer starken Plattform zur Erforschung neuer Phänomene und der Bewältigung der Herausforderungen in der Quanteninformationstechnologie und im Gebiet der Nichtgleichgewichtsphänomene. Der beantragte Transregio zum Thema Constrained Quantum Matter (ConQuMat) - (Quantenmaterie mit eingeschränkten Freiheitsgraden) wird diese Herausforderungen annehmen und die Erzeugung, die Detektion und die Kontrolle neuartiger Quantenzustände auf der Basis sorgfältig ausgewählter Einschränkungskriterien, u.a. Spin-Impuls-Kopplung, Eichstrukturen, und kinetische Einschränkung, ermöglichen. Der Leitgedanke ist dabei, dass eine gezielte Reduzierung der Freiheitsgrade spannende physikalische Phänomene hervorbringen wird. Unser Ansatz ermöglicht die Realisierung und Detektion von Quantenverschränkung und die Erforschung neuartiger Quanteneffekte in Festkörpermaterialien mit dem langfristigen Ziel, diese bei Umgebungsbedingungen zu stabilisieren und somit zahlreiche Anwendungen auf den Weg zu bringen. Um dieses Ziel zu erreichen, vereinen wir drei Hauptaspekte der Forschung im Bereich der Quantenmaterie: die Topologie magnetischer Bandstrukturen, Verschränkung in Quantenmaterialien und die Nichtgleichgewichtsdynamik. Jedes der drei Gebiete stellt einen Schwerpunkt von ConQuMat dar. Die Einzelprojekte innerhalb dieser drei Bereiche tragen zu diesem Vorhaben bei, indem sie das Zusammenspiel der obengenannten Einschränkungen aus verschiedenen Blickwinkeln erforschen. Die weit gefächerte Forschung an Quantenmaterie, die in ConQuMat verfolgt werden soll, benötigt ein außergewöhnlich breites Spektrum an Kernkompetenzen, bestehend aus dem vollen Spektrum theoretischer Methoden, zusammen mit einer Vielfalt an hochentwickelten experimentellen Techniken in den beteiligten Laboren und Großforschungseinrichtungen. Die Forschungsgruppen der beiden Hauptpartner, der Universität Augsburg und der Technischen Universität München, haben nicht nur eine lange Erfolgsgeschichte in der Anwendung solcher Methoden im Bereich der Forschung an Quantenmaterie, sondern besitzen auch ein gut dokumentiertes Potential auf dem Gebiet der richtungsweisenden Methodenentwicklung. Zur Ergänzung dieser benötigten Kompetenzen bezieht ConQuMat auch Spitzenforscher mit einer einzigartigen Expertise von externen Forschungseinrichtungen mit ein. Das neuartige, das in ConQuMat verfolgt wird, wird das grundlegende Verständnis von Quantenmaterie vorantreiben und die Nutzung von Einschränkungen zur Erzeugung neuartiger Quantenzustände ermöglichen.
DFG-Verfahren Transregios
Internationaler Bezug Japan

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Universität Augsburg
Mitantragstellende Institution Technische Universität München (TUM)
 
 

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