Transregio Sonderforschungsbereich TR49

Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Transregio-Forscherverbund zwischen den Universitäten Frankfurt, Kaiserslautern und Mainz für Grundlagen­forschung an neuartigen Festkörpern

Der Senatsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat in seiner Sitzung am 21. und 22. Mai 2007 die Einrichtung eines neuen Transregio-Sonderforschungsbereichs (SFB/TRR 49) mit dem Thema „Condensed Matter Systems with Variable Many-Body Interactions“ zum 1. Juli 2007 beschlossen. Die Förderung erfolgt zunächst über einen Zeitraum von 4 Jahren. Die DFG folgt mit ihrer Entscheidung der sehr positiven Empfehlung eines internationalen Gutachtergremiums, das den Projektantrag am 3. und 4. April 2007 in Frankfurt begutachtet hat. An dem SFB/TRR 49 sind Frankfurter Physiker, Chemiker und Materialwissenschaftler sowie Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern, der Universität Mainz und des Mainzer Max-Planck-Instituts für Polymerforschung beteiligt.

Transregio-Sonderforschungsbereiche ermöglichen es Wissenschaftlern aus bis zu drei Standorten, ihre Expertise zu bündeln und an einer gemeinsam gewählten Thematik zu arbeiten. Mit diesem Förderinstrument verfolgt die Deutsche Forschungsgemeinschaft das Ziel, exzellente Forschung an einem anspruchsvollen und langfristig bis zu zwölf Jahren konzipierten Vorhaben zu fördern und an den beteiligten Hochschulen neue Schwerpunkte zu setzen.

Ziel des Forschungsvorhabens, das von der DFG mit einem Fördervolumen von 8,6 Millionen Euro ausgestattet wird, ist das Verständnis komplexer Ordnungsphänomene, deren Ursache in der Wechselwirkung einer großen Zahl von Quantenobjekten liegt. Die hier zu beobachtenden exotischen Materiezustände - wie ungewöhnliche Formen der Supraleitung  oder neuartige magnetische und metallische Zustände - zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht einfach die Eigenschaften der einzelnen Quantenobjekte widerspiegeln. Vielmehr sind sie Folge komplexer und z.T. noch völlig unverstandener Ordnungsmechanismen.

In dem stark interdisziplinär ausgerichteten Forschungsvorhaben mit Wissenschaftlern aus den Bereichen Festkörperphysik, Festkörperchemie, Materialwissenschaften und Quantenoptik sollen nun die grundlegenden Ordnungsprinzipien solcher stark wechselwirkender Vielteilchensysteme systematisch erforscht werden. Als Studienobjekte werden dabei eine breite Palette von ausgewählten Materialien mit ganz unterschiedlichem Grad der Komplexität verwendet. Am unteren Rand der Komplexitätsskala kommen „künstliche Festkörper“ als sogenannte Quanten-Simulatoren zum Einsatz. So können beispielsweise Gasatome durch den Einfluss von Laser-Licht in eine regelmäßige, dem Festkörper ähnliche Anordnung gezwungen werden. Damit lassen sich gewisse Festkörpereigenschaften simulieren und unter gut kontrollierbaren Bedingungen im Detail studieren. Das Spektrum der zu untersuchenden Objekte reicht von diesen einfachen Modellsystemen bis hin zu komplexen realen Festkörpern, die die Chemiker und Materialwissenschaftler aus molekularen Bausteinen zusammenbauen können. Allen Materialien gemein ist ein hohes Maß an Variabilität, wodurch den Forschern ein gezieltes Material-Design durch Veränderung chemischer oder physikalischer Systemparameter möglich ist. Durch vergleichende Untersuchungen verwandter Phänomene an diesen unterschiedlichen Systemen soll das komplexe Wechselspiel verschiedener Einflüsse entflochten werden und neue theoretische Konzepte entworfen werden.     

Ein wichtiger Bestandteil des SFB/TRR 49-Programms ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler finden in diesem Verbund hervorragende Forschungsbedingungen in einem stimulierenden interdisziplinären Umfeld mit viel Freiraum für die Realisierung eigener Ideen. Neben der Einbindung in hochaktuelle, exzellente Forschung mit internationaler Vernetzung bietet der SFB/TRR 49 ein integriertes Graduiertenkolleg als zweites Standbein seiner Graduierten­ausbildung. Durch ein breites Lehrangebot mit fachspezifischen aber auch fachübergreifenden Elementen können die jungen Diplomand(inn)en und Doktorand(inn)en Wissen und Fertigkeiten erwerben, die ihnen bei ihren späteren beruflichen Tätigkeiten in vielfältiger Weise zugute kommen.  

Koordinator und Sprecher des Transregio-Sonderforschungsbereichs ist Prof. Dr. Michael Lang, J.W. Goethe-Universität Frankfurt. Die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses koordiniert Prof. Dr. Sebastian Eggert, TU Kaiserslautern.