Kontakt:
Prof. Dr. Henning Moritz
Institut für Laser-Physik
t. 040.8998-5265
e. Henning.Moritz-at-physik.uni-hamburg.de
Juli 2013, Nr. 52
FORSCHUNG
Prof. Dr. Henning Moritz vom Institut für Laser-Physik und sein Team werden in den kommenden fünf Jahren mit 1,2 Millionen Euro aus dem „ERC Starting Grant“ gefördert. Foto: Kai Morgener
Supraleiter: Laserphysiker Prof. Dr. Henning Moritz erhält 1,2 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat
Mit den Fördermitteln werden Prof. Dr. Henning Moritz vom Institut für Laser-Physik der Universität Hamburg und sein Team in den kommenden fünf Jahren an Modellsystemen mit ultrakalten Atomen arbeiten, in denen quantenmechanische Phänomene direkt mit einem hochauflösenden Mikroskop beobachtet werden können. Der „ERC Starting Grant“ fördert herausragende junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und ihre innovativen Vorhaben aus der Grundlagenforschung.
Grundlagenforschung für neue Supraleiter
Quantenmechanik beschreibt das Verhalten von sehr leichten, sich langsam bewegenden Objekten, wie z.B. Atomen. Dabei spielen u.a. die Welleneigenschaften von Materie eine wichtige Rolle. Die Erkenntnisse des Forschungsteams könnten zum besseren Verständnis und langfristig zur Entwicklung von neuen Supraleitern beitragen.
Bei Supraleitern handelt es sich um meist metallische Stoffe, die bei extrem tiefen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand verlieren, sodass sie Strom verlustfrei leiten. Sie sind daher technologisch sehr interessant, z.B. für eine effiziente Energieübertragung, und werden unter anderem schon in Kernspintomographen eingesetzt.
Supraleitung ist aufwändig
Supraleitung ist bisher nur schwer zu realisieren, da die meisten Materialien aufwändig mit Helium gekühlt werden müssen. Es ist daher wichtig, Materialien zu finden, die auch bei höheren Temperaturen supraleitend sind, und zu verstehen wie sie funktionieren. Es gibt schon sogenannte Hochtemperatur-Supraleiter, die aus keramischen Materialien bestehen und Strom bereits bei Temperaturen von minus 140°C verlustfrei leiten. Ihre zentralen Mechanismen geben der Wissenschaft jedoch noch große Rätsel auf. Prof. Moritz und sein Team wollen mit ihrer Forschung zum besseren Verständnis dieser Mechanismen beitragen.
Auf dem Weg zum Temperaturnullpunkt
Die Wissenschaftler arbeiten mit Gas-Atomen, die sie mit Laserlicht abbremsen und so auf Temperaturen von nur wenigen Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (minus 273° C) herunter kühlen – die wohl kältesten Temperaturen im All. Für Prof. Dr. Moritz und sein Forschungsteam ist dieses Modellsystem aus ultrakalten Atomen so interessant, weil hier Suprafluidität auftritt; ein Phänomen, das verwandt mit der Supraleitung ist, dessen Eigenschaften aber hier viel einfacher beeinflusst werden können. Das Verständnis der grundlegenden Mechanismen der Supraleitung wäre für die Entwicklung verbesserter Supraleiter, die auch bei Raumtemperatur funktionieren, von großer Bedeutung.
Auch am Exzellenzcluster CUI beteiligt
Henning Moritz ist seit 2010 Professor an der Universität Hamburg. Er studierte an den Universitäten Heidelberg und Cambridge und forschte als Doktorand und Postdoktorand an der ETH Zürich. Prof. Dr. Moritz ist auch an den Forschungsaktivitäten im Sonderforschungsbereich SFB 925 (Lichtinduzierte Dynamik und Kontrolle korrelierter Quantensysteme) und dem Bundesexzellenzcluster „Hamburg Centre for Ultrafast Imaging“ (CUI) beteiligt.
Grundlagenforschung für neue Supraleiter
Quantenmechanik beschreibt das Verhalten von sehr leichten, sich langsam bewegenden Objekten, wie z.B. Atomen. Dabei spielen u.a. die Welleneigenschaften von Materie eine wichtige Rolle. Die Erkenntnisse des Forschungsteams könnten zum besseren Verständnis und langfristig zur Entwicklung von neuen Supraleitern beitragen.
Bei Supraleitern handelt es sich um meist metallische Stoffe, die bei extrem tiefen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand verlieren, sodass sie Strom verlustfrei leiten. Sie sind daher technologisch sehr interessant, z.B. für eine effiziente Energieübertragung, und werden unter anderem schon in Kernspintomographen eingesetzt.
Supraleitung ist aufwändig
Supraleitung ist bisher nur schwer zu realisieren, da die meisten Materialien aufwändig mit Helium gekühlt werden müssen. Es ist daher wichtig, Materialien zu finden, die auch bei höheren Temperaturen supraleitend sind, und zu verstehen wie sie funktionieren. Es gibt schon sogenannte Hochtemperatur-Supraleiter, die aus keramischen Materialien bestehen und Strom bereits bei Temperaturen von minus 140°C verlustfrei leiten. Ihre zentralen Mechanismen geben der Wissenschaft jedoch noch große Rätsel auf. Prof. Moritz und sein Team wollen mit ihrer Forschung zum besseren Verständnis dieser Mechanismen beitragen.
Auf dem Weg zum Temperaturnullpunkt
Die Wissenschaftler arbeiten mit Gas-Atomen, die sie mit Laserlicht abbremsen und so auf Temperaturen von nur wenigen Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (minus 273° C) herunter kühlen – die wohl kältesten Temperaturen im All. Für Prof. Dr. Moritz und sein Forschungsteam ist dieses Modellsystem aus ultrakalten Atomen so interessant, weil hier Suprafluidität auftritt; ein Phänomen, das verwandt mit der Supraleitung ist, dessen Eigenschaften aber hier viel einfacher beeinflusst werden können. Das Verständnis der grundlegenden Mechanismen der Supraleitung wäre für die Entwicklung verbesserter Supraleiter, die auch bei Raumtemperatur funktionieren, von großer Bedeutung.
Auch am Exzellenzcluster CUI beteiligt
Henning Moritz ist seit 2010 Professor an der Universität Hamburg. Er studierte an den Universitäten Heidelberg und Cambridge und forschte als Doktorand und Postdoktorand an der ETH Zürich. Prof. Dr. Moritz ist auch an den Forschungsaktivitäten im Sonderforschungsbereich SFB 925 (Lichtinduzierte Dynamik und Kontrolle korrelierter Quantensysteme) und dem Bundesexzellenzcluster „Hamburg Centre for Ultrafast Imaging“ (CUI) beteiligt.
PM/Red.