Dragonics

• Antragsteller: Nakib Haider Protik, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534386252

Transportphänomene stellen einen Wissenschaftsbereich dar, der sich mit dem Verständnis der komplexen Dynamik von Teilchen unter dem Einfluss eines äußeren Feldes befasst. In der kondensierten Materie gibt die Untersuchung von Transportphänomenen Aufschluss über die verschiedenen konkurrierenden fundamentalen Wechselwirkungen zwischen den Teilchen, aus denen sie bestehen. Über diese Wechselwirkungen tauschen die Teilchen Energie und Impuls aus, was zu endlichen Lebensdauern führt. Transportmessungen und -berechnungen sind daher wichtige Methoden zur Untersuchung der Natur der verschiedenen Quasiteilchen und kollektiven Anregungen in der kondensierten Materie. Ein tiefes Verständnis der Transportphysik ist auch die Voraussetzung für die Entwicklung von Quantenmaterialien für verschiedene Anwendungen wie Thermoelektrik, Wärmemanagement und Fotovoltaik. Um unser Verständnis von Transportphänomenen zu vertiefen, schlage ich hier vor, drei Aspekte dieses Themas zu bearbeiten, die bisher noch nicht gründlich Ab-Initio (d. h. parameterfrei) untersucht wurden. Im Rahmen dieses Projekts werde ich zum ersten Mal die erforderlichen Berechnungswerkzeuge entwickeln und den Coulomb-drag, den Magnetodrag und das Elektron-Phonon-Flüssigkeit untersuchen - drei Transportphänomene der kondensierten Materie, die zusammen zu einer neuen Physik führen können. Meine Arbeit wird die Bedingungen klären, unter denen diese Phänomene in realen Materialien auftreten. Ich gehe davon aus, dass die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Erkenntnisse eine noch nie dagewesene Kontrolle über die Eigenschaften von Materialien ermöglichen und ein neues Forschungsgebiet eröffnen werden, das ich Dragonics nenne. Im Verlauf der hier vorgeschlagenen Arbeit werde ich eine übergreifende wissenschaftliche Frage beantworten: Was veranlasst bestimmte Materialien, starke Dragphänomene zu zeigen? Innerhalb seiner Laufzeit von 72 Monaten wird das Projekt vier Ziele verfolgen. Durch die Entwicklung der erforderlichen Methoden und Tools und die Durchführung von Berechnungen für reale Materialien werden wir 1. verstehen, unter welchen Bedingungen starke Elektron-Phonon-Coulomb-Drageffekte auftreten; 2. verstehen, unter welchen Bedingungen starke Magnetodrageffekte auftreten; 3. verstehen, unter welchen Bedingungen der Elektron-Phonon-Flüssigkeitstransport auftritt; 4. und werden der Forschungsgemeinschaft eine freie/offene Ab-Initio-Transport-Software zur Verfügung stellen. Unsere Arbeit wird eine völlig neuartige Kontrolle über die Transporteigenschaften von Materialien ermöglichen, sich potentiell auf Anwendungen zur Energiegewinnung und zum Wärmemanagement auswirken sowie den Übergang der Gesellschaft zu sauberer Energie unterstützen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen