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Forschung

Die Forschungsaktivitäten des Instituts konzentrieren sich auf das Studium stark korrelierter Quantensysteme, d.h. auf Systeme die durch eine starke Wechselwirkung der elementaren Bausteine gekennzeichnet sind. In der Festkörperphysik gehören dazu Materialien mit starken elektronischen Korrelation wie Hochtemperatur-Supraleiter, und verwandte Verbindungen. Seit kurzem existieren künstliche Materialien aus ultrakalten Atomen in optischen Gittern, die als analoge Simulatoren von stark korrelierten Systemen in der kondensierten Materie angesehen werden können.

Da bei der theoretischen Behandlung solcher Systeme gängige Methoden unzuverlässig sind, bilden numerische Methoden und somit die Computational Physics ein Schwerpunkt des Instituts. Darüber hinaus setzen wir nichtperturbative feldtheoretische Methoden ein.

Dem Institut gehört die Abteilung Computational Photonics an, welche die Bereiche Atomphysik und Quantenoptik abdeckt.

Die Forschung am Institut teilt sich auf in folgende Schwerpunkte, geliedert nach den jeweiligen Arbeitsgruppen: 

Arbeitsgruppe Muramatsu
Elektronische Korrelation Stark wechselwirkende elektronische Systeme haben sich in den letzten Jahren zu einem der Schwerpunkte in der Festkörperforschung entwickelt. Grund dafür sind die wesentlichen Abweichungen, welche diese Verbindungen vom üblichen Verhalten elektronischer Systeme zeigen. Ein besonders interessantes Beispiel bilden die Hochtemperatur-Supraleiter. Diese Materialien zeichnen sich nicht nur dadurch aus, dass sie bei einer im Vergleich zu konventionellen Supraleitern sehr hohen Temperatur den Übergang zum supraleitenden Zustand zeigen. Vielmehr zeigen experimentelle Ergebnisse, dass die Hochtemperatur-Supraleiter sich schon im sogenannten Normalzustand, d.h. oberhalb der Temperatur, bei der sie supraleitend werden, von allen bisher bekannten metallischen Verbindungen stark unterscheiden. Die bei den Hochtemperatursupraleitern beobachteten Abweichungen vom Fermiflüssigkeitsverhalten deuten darauf hin, dass aufgrund der starken elektronischen Korrelation neue theoretische Ansätze notwendig sind, um sowohl den Normal- als auch den supraleitenden Zustand zu beschreiben. (mehr)

 

Arbeitsgruppe Büchler
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