Vorträge im Rahmen des
Stuttgarter Wissenschaftsfestivals

Das Universum in Quantenmaterialien

2. Stuttgarter Wissenschaftsfestival 2022

Das Zusammenkommen von Quantenmechanik und Vielteilcheneffekten führt zu einer Vielzahl von neuartigen Phänomenen in Quantenmaterialien. Faszinierenderweise lassen sich diese häufig nicht durch die alleinigen Eigenschaften der einzelnen Bestandteile erklären, sondern nur durch das Zusammenspiel des Ganzen. Die Erforschung und Manipulation der zugrundeliegenden Mechanismen und daraus resultierenden Eigenschaften eröffnet uns ein reichhaltiges, neues Universum. Dieses ermöglicht uns einerseits, die fundamentalen Gesetze der Physik besser zu verstehen, und liefert andererseits die Basis für praktische Anwendungen. In diesem Vortrag wird ein Einblick in das Universum der Quantenmaterialien und dessen Erforschung gegeben. Es werden konkrete Beispiele erklärt und offene Forschungsfragen diskutiert.

 

Kann man Atome sehen?

2. Stuttgarter Wissenschaftsfestival 2022

Atome sind die Grundbausteine der Welt. Obwohl wir und alles was uns umgibt aus ihnen bestehen, können wir sie mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmen, weil sie so unglaublich klein und zahlreich sind. Moderne Mikroskope können einzelne Atome sichtbar machen und vermessen. Schaut man sich einzelne Atome und wie sie miteinander wechselwirken genauer an, so taucht man in die faszinierende Welt der Quantenmechanik ein, die nach ihren eigenen Gesetzen funktioniert. Die Erforschung dieser vielfältigen Welt fassen wir als Nanowissenschaften zusammen. Doch wie sehen Atome aus? Sind sie hart wie Billardkugeln oder weich wie fluffige Wattebäusche? Was passiert mit ihnen unter extremsten Bedingungen nah am absoluten Nullpunkt oder unter starken Magnetkräften? Diese und viele weitere Fragen aus der Welt der kleinsten Dimensionen und tiefsten Temperaturen an der Schwelle zum Unbekannten, werde ich in meinem Vortrag beantworten.
 

Von Quanten und Zwergen: Ein Ausflug in die Nanowelt

1. Stuttgarter Wissenschaftsfestival 2019

Kaum eine andere Wissenschaftsdisziplin hat die modernen Natur­wissenschaften so nachhaltig geprägt wie die Nanowissenschaft. Tief verwurzelt in der Quantenmechanik einerseits und der Kolloidchemie des späten 19. Jahrhunderts andererseits, ebnete die Nanowissenschaft einer Reihe von Schlüsseltechnologien des 20. Jahrhunderts den Weg und ist heute aus Sonnencremes, Smartphones oder Solarzellen nicht mehr wegzudenken. Die Erschließung der Nanowelt eröffnete erstmals experimentelle Zugänge zu einem kritischen Größenbereich – 10-9 m – der durch die Gesetze der Quantenmechanik dominiert ist. Am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung arbeiten Physiker und Chemiker Hand in Hand und entwickeln immer präzisere Methoden, um die kleinsten Bausteine der Materie nicht nur zu visualisieren, sondern auch zu kontrollieren und zu komplexen Strukturen mit völlig neuen Eigenschaften zusammenzufügen – und das auf kleinstem Raum. Denn: “There is plenty of room at the bottom“ (Richard Feynman). Diese Zwergenwelt am Grunde der Materie wollen wir in diesem Vortrag betreten und ihre Ursprünge, Konzepte sowie ihre Bedeutung für den technologischen Fortschritt kennenlernen.