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Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie - Neuer SFB für TU Dresden

21.11.2014 - (idw) Technische Universität Dresden

Was passiert, wenn magnetische Bausteine nicht zueinander passen? In solchen Fällen wird konventioneller Magnetismus (wie z.B. in Eisen) unterdrückt, und kompliziertere Zustände mit fundamental neuen Eigenschaften bilden sich aus. Es besteht sogar die Möglichkeit, dass Elektronen fraktionalisieren, d.h. in Teilchen zerfallen, die es in der Natur eigentlich nicht gibt. Solche Zustände zeigen topologische Ordnung und werden mit aus der Mathematik abgeleiteten Konzepten beschrieben. Im neu bewilligten SFB werden dazu theoretische Untersuchungen mit Experimenten an synthetisch hergestellten Magneten kombiniert. Die TU Dresden bekommt einen neuen Physik-Sonderforschungsbereich
Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute, 21. November 2014, mitteilte, wird an der TU Dresden ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) mit dem Titel Korrelierter Magnetismus: Von Frustration zu Topologie eingerichtet. Am neuen SFB 1143, dessen Einrichtungsantrag Ende Mai 2014 erfolgreich begutachtet wurde, sind neben der Fachrichtung Physik auch die Chemie und Lebensmittelchemie der TU Dresden, das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden, die Max-Planck-Institute für Chemische Physik fester Stoffe und für Physik komplexer Systeme, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf sowie die Fakultät für Chemie und Physik der TU Bergakademie Freiberg beteiligt. Der SFB besteht aus 16 Teilprojekten und wird vier Jahre lang bis 2018 mit insgesamt 7,5 Millionen Euro gefördert.
Der in der Festkörperphysik angesiedelte SFB beschäftigt sich mit Grundlagenforschung; Hauptthema ist die Suche nach neuen Zuständen der Materie. Ausgangspunkt ist dabei ein Frustration genanntes Phänomen in Magneten: Was passiert, wenn magnetische Bausteine nicht zueinander passen? In solchen Fällen wird konventioneller Magnetismus (wie z.B. in Eisen) unterdrückt, und kompliziertere Zustände mit fundamental neuen Eigenschaften bilden sich aus. Es besteht sogar die Möglichkeit, dass Elektronen fraktionalisieren, d.h. in Teilchen zerfallen, die es in der Natur eigentlich nicht gibt. Solche Zustände zeigen topologische Ordnung und werden mit aus der Mathematik abgeleiteten Konzepten beschrieben. Im SFB werden dazu theoretische Untersuchungen mit Experimenten - häufig nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt und in großen Magnetfeldern - an synthetisch hergestellten Magneten kombiniert.
Professor Matthias Vojta, designierter Sprecher des SFB 1143 und Inhaber der Professur für Theoretische Festkörperphysik, sieht in der Bewilligung des SFB einen Meilenstein für die Dresdner Physik und eine Bestätigung erfolgreicher Arbeit. Frustrierter Magnetismus ist eines der aktivsten Forschungsgebiete der modernen Festkörperphysik. Kollegen aus Dresden haben hier in den vergangenen Jahren wegweisende Beiträge geleistet, so Matthias Vojta. Der neue SFB ist das erste von der DFG geförderte Großprojekt, welches sich mit frustriertem Magnetismus beschäftigt. Die Ergebnisse dieser Forschung können langfristig auch dabei helfen, Supraleitung besser zu verstehen sowie neue Materialien und Bausteine für elektronische Anwendungen zu entwickeln.
Informationen für Journalisten:
Prof. Matthias Vojta, Tel.: 0351 463 34135
E-Mail: matthias.vojta@.tu-dresden.de
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