{"id":400,"date":"2015-07-09T11:39:42","date_gmt":"2015-07-09T09:39:42","guid":{"rendered":"http:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=400"},"modified":"2016-01-10T22:01:01","modified_gmt":"2016-01-10T21:01:01","slug":"dritte-foerderperiode-des-dfg-sonderforschungsbereichs-beginnt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/dritte-foerderperiode-des-dfg-sonderforschungsbereichs-beginnt\/","title":{"rendered":"Dritte F\u00f6rderperiode des DFG-Sonderforschungsbereichs beginnt"},"content":{"rendered":"
\"M\u00f6chte<\/a>
M\u00f6chte mit seinen Kollegen im Transregio-SFB kl\u00e4ren, wie sich das \u201eWackeln\u201c der Atome auf die Vielteilchen-Systeme auswirkt: Prof. Michael Lang; Foto: Dettmar<\/figcaption><\/figure>\n

Menschen und Quanten\u00adteilchen haben etwas gemeinsam: In einer Gruppe verhalten sie sich oft an\u00adders, als wenn sie alleine sind. Be\u00adkanntestes physikalisches Beispiel f\u00fcr solche Vielteilchen-\u00adEffekte ist sicherlich die Supraleitung \u2013 unter bestimmten Bedingungen schlie\u00ad\u00dfen sich Elektronen zu sogenann\u00adten Cooperpaaren zusammen, die sich ohne jeden Reibungsverlust durch ein supraleitendes Material bewegen und somit einen wider\u00adstandsfreien Stromtransport er\u00ad m\u00f6glichen. Aber auch beim Auftre\u00adten magnetischer Wirbelstrukturen spielen Vielteilchen\u00ad-Effekte eine entscheidende Rolle.<\/p>\n

Um diese \u201eMassenpsychologie\u201c von Quantenteilchen zu studie\u00adren, arbeiten Festk\u00f6rperphysiker, Quantenoptiker, Materialwissen\u00adschaftler aus Frankfurt, Mainz und Kaiserslautern zusammen: Unter Federf\u00fchrung der Goethe\u00ad-Univer\u00adsit\u00e4t gr\u00fcndeten sie den Transregio\u00ad-Sonderforschungsbereich (Trans\u00adregio\u00ad-SFB) \u201eSysteme kondensierter Materie mit variablen Vielteilchen\u00ad Wechselwirkungen\u201c, und k\u00fcrzlich hat die Deutsche Forschungsge\u00admeinschaft (DFG) nach sehr posi\u00adtiver Evaluation der bisherigen Forschungsarbeiten beschlossen, diesen Forschungsverbund f\u00fcr weitere vier Jahre mit rund acht Milli\u00adonen Euro zu f\u00f6rdern.<\/p>\n

Verst\u00e4ndnis f\u00fcr die Grundprinzipien<\/h3>\n

Dabei gilt das Interesse der Wissen\u00adschaftler zun\u00e4chst einmal ausge\u00adw\u00e4hlten Modellsystemen: ultrakalte Atomgase im Feld sich kreuzender Laserstrahlen sowie d\u00fcnnemagne\u00adtische Filme, in denen durch Licht magnetische Anregungen erzeugt werden. \u201eHieran wollten wir die Grundprinzipien verstehen\u201c, erl\u00e4u\u00adtert Michael Lang, Professor am Physikalischen Institut der Goethe\u00ad-Universit\u00e4t und Sprecher des Trans\u00adregio\u00ad-SFB. \u201eDie Konzepte, die wir hier entwickelt haben, m\u00f6chten wir jetzt auch auf komplexere Systeme anwenden.\u201c<\/p>\n

In den ersten beiden F\u00f6rderpe\u00adrioden des Projekts (2007 bis 2011, 2011 bis 2015) wollten Lang und seine Forscherkollegen daher Fragen beantworten wie: Wie lassen sich Vielteilchensys\u00adteme im Experiment erzeugen und in der Theorie simulieren? Was sind dann die relevanten Pro\u00adzesse, die zur Bildung von Cooperpaaren aus Elektronen f\u00fchren, und wie entsteht aus magne\u00adtischen Elementaranregungen ein magnetischer Wirbel?<\/p>\n

Auf diese grundlegenden Er\u00adkenntnisse bauen die Wissenschaft\u00adler jetzt auf, wenn sie sich zum Beispiel fragen, wie sich Verun\u00adreinigungen des Materials auswir\u00adken, in dem sie die Vielteilchen\u00adsysteme beobachten wollen. \u201eOder nehmen Sie die regelm\u00e4\u00dfige Struk\u00adtur, in der die Atome dieses Materi\u00adals angeordnet sind: Am absoluten Temperaturnullpunkt w\u00e4re so eine Gitterstruktur v\u00f6llig starr.<\/p>\n

Nun fin\u00adden unsere Versuche zwar bei ziem\u00adlich tiefen Temperaturen statt, aber eben nicht am absoluten Nullpunkt, und je weiter entfernt wir davon sind, das hei\u00dft, je h\u00f6her die Ver\u00adsuchstemperatur ist, desto st\u00e4rker wackeln die Atome auf ihren Gitter\u00adpl\u00e4tzen hin und her. Wir m\u00f6chten jetzt kl\u00e4ren, wie sich das Wackeln auf die Vielteilchen\u00adSysteme aus\u00adwirkt\u201c, beschreibt Lang die Fragen, die in der k\u00fcrzlich bewilligten dritten F\u00f6rderperiode des Transre\u00adgio\u00adSFB beantwortet werden sollen.<\/p>\n

K\u00fchlschr\u00e4nke und Datenspeicherung<\/h3>\n

Daran arbeiten nat\u00fcrlich nicht nur Lang und die anderen 20 leitenden Forscherinnen und Forscher mit, sondern auch die rund 25 Promo\u00advierenden und neun Postdoktoran\u00adden, die von ihnen an den Uni\u00adversit\u00e4ten Frankfurt, Mainz und Kaiserslautern sowie am Mainzer Max-\u00adPlanck-\u00adInstitut f\u00fcr Polymer\u00adforschung betreut werden. Dabei bekommt die Doktorandenausbil\u00addung in dem Transregio-\u00adSFB durch das integrierte Graduiertenkolleg einen besonderen Stellenwert; zu\u00ad gleich unterscheidet sie sich in ei\u00adnem wichtigen Punkt von den \u00fcbli\u00adchen Graduiertenkollegs der DFG.<\/p>\n

Die Kollegiatinnen und Kollegiaten organisieren selbstst\u00e4ndig Semi\u00adnare und Workshops, legen deren Inhalte fest, laden Vortragende ein \u2013 gestalten das Graduiertenkol\u00adleg des Transregio\u00ad-SFB also aktiv mit: \u201eSie legen ihre Konsumenten\u00ad rolle ein St\u00fcck weit ab und \u00fcber\u00ad nehmen Verantwortung. Au\u00dfer\u00ad dem lernen sie so aus eigener Erfahrung, wie der Wissenschafts\u00adbetrieb organisiert ist, und sie ver\u00adnetzen sich darin\u201c, berichtet Lang.<\/p>\n

In erster Linie geht es in dem Transregio\u00ad-SFB um Grundlagenfor\u00adschung: Lang m\u00f6chte zusammen mit den anderen Wissenschaftlerin\u00adnen und Wissenschaftlern grundle\u00adgende Konzepte entwickeln und ausbauen, die zu einem besseren\u00a0Verst\u00e4ndnis von Vielteilchen\u00ad-Syste\u00admen f\u00fchren. Das schlie\u00dft allerdings Beitr\u00e4ge zu anwendungsbezogenen Themen nicht aus.<\/p>\n

So wurde das Konzept \u201emagnetisches K\u00fchlen\u201c weiterentwickelt, also die Tatsache, dass sich manche magnetischen Materialien abk\u00fchlen, wenn ein Magnetfeld ver\u00e4ndert wird. Magne\u00adtisch gek\u00fchlte R\u00f6ntgendetektoren sind f\u00fcr die Weltraumforschung besonders geeignet, und m\u00f6glicher\u00ad weise wird das magnetische K\u00fchlen eines Tages sogar beim Betrieb eines Haushaltsk\u00fchlschranks eine um\u00adweltfreundliche Alternative zur herk\u00f6mmlichen Technik.<\/p>\n

Ein anderes Beispiel ist das Ph\u00e4\u00adnomen, dass manche Materialien sowohl ferromagnetisch als auch ferroelektrisch sind. Das er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, mit Magnetismus die elektrischen Eigenschaften des Materials zu beeinflussen und um\u00adgekehrt \u2013 hat man dieses Prinzip erst einmal verstanden, kann der Effekt gezielt in der Speichertech\u00adnik eingesetzt werden. Vielteil\u00adchen-\u00adEffekte er\u00f6ffnen hier eine interessante Perspektive f\u00fcr die Datenspeicherung. [Autorin:\u00a0Stefanie Hense]<\/p>\n

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ZWEI SONDERFORSCHUNGSBEREICHE VERL\u00c4NGERT<\/strong><\/p>\n

Neben dem Transregio-SFB \u201eSysteme kondensierter Materie mit variablen Vielteilchen-Wechselwirkungen\u201c wurde ein weiterer Sonderforschungsbereich der Goethe-Universit\u00e4t verl\u00e4ngert: Im SFB \u201eMolekulare Prinzipien der RNA-basierten Regulation\u201c untersuchen Forscher der Goethe-Uni gemeinsam mit Kollegen an der Technischen Universit\u00e4t Darmstadt und den Frankfurter Max-Planck-Instituten f\u00fcr Biophysik und f\u00fcr Hirnforschung die vielf\u00e4ltigen regulatorischen und enzymatischen Funktionen der RNA. Sprecher des SFB ist Prof. Harald Schwalbe.<\/p>\n

Weitere Informationen SFB \u201eMolekulare Prinzipien der RNA-basierten Regulation\u201c: Prof. Harald Schwalbe, Institut f\u00fcr Organische Chemie und Chemische Biologie, Campus Riedberg, Tel. (069) 798-29737, schwalbe@nmr.uni-frankfurt.de<\/a><\/strong><\/p>\n

Transregio-SFB \u201eSysteme kondensierter Materie mit variablen Vielteilchen-Wechselwirkungen\u201c: Prof. Michael Lang, Physikalisches Institut, Campus Riedberg, Tel. (069) 798-47241, Michael.Lang@physik.uni-frankfurt.de<\/a><\/strong><\/p>\n

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