Quantensimulation: Schlüssel zu Hochtemperatur-Supraleitern?

Das Verhalten einzelner Atome und Moleküle kann man in der Quantenphysik sehr gut vorhersagen. Schwieriger wird das, wenn sich viele Teilchen zusammentun und kollektive Effekte eine wichtige Rolle spielen. Hier sind noch viele Fragen ungeklärt. Quantensimulationsexperimente im Labor sollen helfen, diese Fragen zu beantworten. Zum Beispiel möchten Forschende herausfinden, wie genau Hochtemperatur-Supraleiter funktionieren und ob man es durch das bessere Verständnis schaffen kann, diese Supraleiter eines Tages dann auch bei Raumtemperatur zu betreiben.

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Die MCQST-Forscher Monika Aidelsburger und Fabian Grusdt, beide Professoren an der LMU, geben in der neuen Folge des Podcasts „Exzellent erklärt“ einen Einblick in die interdisziplinäre Arbeit innerhalb des Clusters. Die MCQST-Forschung zeigt, wie wichtig die Zusammenarbeit zwischen Forschenden aus verschiedenen Bereichen ist. Fragen, die von der Theorie aufgeworfen werden, setzen Experimentalphysiker im Labor um. „Die Zusammenarbeit mit Experimentalphysikern ist für uns unglaublich bereichernd, weil wir uns gegenseitig ergänzen“, sagt Fabian Grusdt. „Als Theoretiker ist es mit das Schönste, wenn etwas, was man vorgeschlagen hat, im Experiment umgesetzt wird und sich zeigt, dass es tatsächlich funktioniert.“

Im Podcast erfahren Sie mehr über die neuesten Forschungen zur Quantensimulation und die Motivation der Forschenden, nach neuen Entdeckungen zu streben. „Das erste Signal ist immer das Schönste, und danach geht es dann ans Optimieren und Kalibrieren, Sicherstellen, dass das Experiment auch wirklich gut läuft“, sagt Monika Aidelsburger.

Der Podcast
Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der 57 Exzellencluster, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird.

Prof. Dr. Monika Aidelsburger ist Professorin an der LMU und macht Quantensimulationen mit ultrakalten Quantengasen, die in optischen Gittern gefangen sind. Außerdem leitet sie die Forschungsgruppe „Kontrollierte Quantensysteme“ am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching.

Prof. Dr. Fabian Grusdt ist Professor für Quantenvielteilchenphysik an der LMU, wo er sich mit Quantensimulationen stark korrelierter Quantenmaterie mit ultrakalten Atomen und Photonen beschäftigt.