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Das MPSD wurde diese Woche Teil des neu gegründeten Max-Planck-New York City Center for Non-Equilibrium Quantum Phenomena, einem Kollaborationsprojekt der Max-Planck-Gesellschaft, der Columbia University und des Center for Computational Quantum Physics am Flatiron Institute. Das Center befasst sich mit den einzigartigen Eigenschaften von Quantenmaterialien und wie diese sich verändern und steuern lassen. Dieses Verständnis ermöglicht die zukünftige Nutzung solcher Materialien in Quantencomputern, Sensing oder neuartigen Verschlüsselungsmethoden.
Die Forschung des Zentrums fokussiert sich auf Quantenmaterialien in instabilen Zuständen. Mithilfe von Strom, Hitzepulsen, Photonenbeschuss oder Platzierung in Quantenhohlräumen bringen Forscher diese Stoffe durcheinander. In solchen Nicht-Gleichgewichtszuständen können die Materialien neue Eigenschaften annehmen und beispielsweise magnetisch, ferroelektrisch oder supraleitend werden. Ein grundlegendes Verständnis dieser Prozesse ist wichtig für die Entwicklung gänzlich neuer, potentiell bahnbrechender Materialien.
Im New York Center vereinen und ergänzen sich die Forschungsbereiche der beteiligten Partnerorganisationen. Geleitet wird es von Andrea Cavalleri, dem geschäftsführenden Direktor des MPSD, und Dmitri Basov, Higgins-Professor der Physik an der Columbia University. Der Leiter der MPSD-Theorieabteilung, Ángel Rubio, und Andrew Millis, der Co-Direktor des Center for Computational Quantum Physics (CCQ) am Flatiron Institute, sind stellvertretende Direktoren.
Vertreter der beteiligten Institutionen und renommierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt nahmen am 18. November an der Einweihungsfeier an der Columbia University teil, der ein zweitägiges wissenschaftliches Symposium und Workshop am Flatiron Institute folgte.
Der Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft, Ferdi Schüth, sagte in seiner Begrüßungsansprache: „Die beiden Max-Planck-Institute bringen einzigartige experimentelle Fähigkeiten und Möglichkeiten ein, aber auch hervorragendes theoretisches Knowhow. Die Theoriebildung im Forschungszentrum wird durch das Flatiron Center for Computational Quantum Physics optimal ergänzt. Und die Columbia University ist weltweit führend im Design und der Analytik neuer Materialien, in denen Quantenphänomene eine wesentliche Rolle spielen.“
Das Center eröffne neue wissenschaftliche Perspektiven, betonte Andrea Cavalleri: „Durch die Kombination theoretischer und experimenteller Methoden wird dieses Center die Forschung zu den Eigenschaften von Quantenmaterialien bereichern. Es wird zudem einen bedeutenden Beitrag zur Ausbildung junger Wissenschaftler leisten.“
„Wir alle arbeiten mit unterschiedlichen Methoden an einem gemeinsamen Thema – aber sie ergänzen sich,“ so Dmitri Basov. „Angesichts dieser Forschungsprojekte war die Zusammenarbeit war ein völlig natürlicher Schritt.“
Das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz beteiligt sich mit spektroskopischen Experimenten, basierend auf intensiven Laserpulse im Terahertzspektrum, um die atomare Anordnung von Materialien zu verändern. In diesem Nichtgleichgewichtszustand – der meist nur eine Pikosekunde, also eine Trillionstelsekunde, andauert – können neue Materialeigenschaften untersucht werden.
„Wir werden nicht nur kurzlebige Zustände erzeugen, sondern mit unseren Lasersystemen die Elektronen in diesen Stoffen steuern,“ erklärte Institutsdirektor Mischa Bonn. „Dies könnte für zukünftige Anwendungen in den optischen oder Halbleiterindustrien interessant und relevant sein.“
Die Forschungsarbeit des neuen Zentrums solle durch das enge Zusammenspiel zwischen Theorie und Experimentalphysik geprägt sein, sagte Ángel Rubio: „Es ist viel interessanter, die Theorie in ein experimentelles Netzwerk einzubetten. Wir können experimentelle Werkzeuge entwickeln, um unsere theoretischen Vorhersagen zu beweisen. Dies wird das herausstechende Merkmal des Zentrums sein: Die Verwirklichung dieser unkonventionellen Konzepte und Ideen.“
„Wir wollen programmierbare Eigenschaften auf Abruf entwickeln,“ so Andrew Millis. „Daher möchten wir ein Verständnis der Methoden entwickeln, wie man ein Material in einem Hohlraum einem Lichtstrahl aussetzt und so die gewünschte Eigenschaft erzeugt.“
Das Center bietet jungen Wissenschaftlern neue Strukturen für ihre Karriereentwicklung. Zudem soll es in seiner ersten, fünfjährigen, Förderungsphase auch Gäste über längere Zeiträume unterstützen und den Austausch von Forschern ermöglichen – sowohl in Deutschland als auch den Vereinigten Staaten. Jeder Partner wird die kollaborative Arbeit des Zentrums mit jeweils €300.000 pro Jahr unterstützen.
Medienanfragen bitte an Jenny Witt, MPSD Kommunkation & PR: jenny.witt@mpsd.mpg.de
https://www.mpsd.mpg.de/385802/2019-11-newyork
http://www.mpsd.mpg.de
MPG-Vizepräsident Ferdi Schüth (Mitte) mit Graham Michael Purdy (Columbia University), James Simons ...
Asiya Khaki
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Lehrer/Schüler, Studierende, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler, jedermann
Energie, Informationstechnik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Kooperationen, Organisatorisches
Deutsch
MPG-Vizepräsident Ferdi Schüth (Mitte) mit Graham Michael Purdy (Columbia University), James Simons ...
Asiya Khaki
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