GRK 1995: Quantenmechanische Vielteilchenmethoden in der kondensierten Materie
Coordinator
Professor Dr. Volker Meden
Grant period
2014 - 2023
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)240766775
Note: In der Festkörperphysik führen quantenmechanische Vielteilcheneffekte zu kollektiven Phänomenen wie sie z.B. in Supraleitern, magnetischen sowie meso- und nanoskopischen Systemen zu beobachten sind. Diese stehen im Zentrum der Grundlagenforschung und haben Implikationen für Anwendungen. Für uns als Theoretiker ergeben sich drei fundamentale Herausforderungen: (a) Ein tieferes Verständnis der Korrelationseffekte zu gewinnen sowie (b) eine realistischere und (c) eine präzisere Beschreibung des emergenten Verhaltens zu erreichen. Sie bilden die Ziele, denen wir uns mit den Aktivitäten des Graduiertenkollegs in der ersten Förderperiode angenähert haben und an deren Erreichen wir in der zweiten weiter arbeiten wollen, um so richtungsgebend an der Entwicklung funktionaler Materialien und der Nanoelektronik mitzuwirken. Der Fortschritt, der mit dem Einsatz einzelner hochspezialisierter quantenmechanischer Vielteilchenmethoden erzielt werden kann, ist beschränkt, so dass wir auf die Kombination von Techniken und ihre symbiotische Weiterentwicklung setzen. Exemplarisch für unser Forschungsprogramm seien die Verknüpfung von ab-initio Methoden mit solchen für stark korrelierte Systeme bei der Untersuchung moderner Materialien und die Anwendung quanteninformationstheoretischer Konzepte für Vielteilchensysteme genannt. Das Qualifikationsprogramm ist ein unverzichtbarer Bestandteil um unsere Ziele zu erreichen. Da die modernen analytischen und numerischen Vielteilchenmethoden technisch anspruchsvoll sind, lernt der wissenschaftliche Nachwuchs im Laufe des Masterstudiums und der Promotion in der Regel nur eine dieser intensiv kennen. Im Gegensatz dazu haben die Absolventinnen und Absolventen des Graduiertenkollegs unter Zuhilfenahme unseres Qualifikationsprogramms mindestens zwei Techniken in der aktuellen Forschung angewandt und zum Teil weiterentwickelt, was ihnen ein Alleinstellungsmerkmal verleiht. Das Aachen-Jülicher Umfeld mit seiner Vielzahl von Wissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern und einer erfolgreichen Geschichte im Bereich der Theorie der kondensierten Materie, erlaubt es in besonderer Weise dieses Projekt zu realisieren. Wie in der ersten Förderperiode nachgewiesen, verfügen wir über eine breite Forschungserfahrung und die nötigen Lehrkapazitäten, um ein umfangreiches und anspruchsvolles Kollegsprogramm bieten zu können. Die Expertise der beteiligten international etablierten und vernetzten Gruppen reicht von anwendungsorientierten ab-initio Methoden über die Nichtgleichgewichtsphysik bis zu den quanteninformationstheoretischen Grundlagen der Vielteilchentheorie.
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