In dem Format “5 Fragen an ConQuMat” berichten Projektmitglieder über ihre Forschung, ihre Ziele und Herausforderungen sowie Chancen für die Zukunft.
Heute: Dr. Anton Jesche von der Universität Augsburg
Woran forschen Sie im Projekt ConQuMat?
Ich beschäftige mich im Projekt ConQuMat mit der Synthese und Züchtung neuer Materialien, insbesondere von Einkristallen, die für die experimentelle Quantenforschung notwendig sind. Viele der Stoffe, die wir untersuchen, kann man nicht einfach bestellen – sie müssen erst geschaffen werden. Dafür bringe ich verschiedene chemische Elemente bei sehr hohen Temperaturen zusammen, meist über 1000 Grad Celsius, und lasse sie gezielt zu geordneten Kristallstrukturen erstarren.
Diese Materialien sind die Grundlage für viele weitere Untersuchungen: Sie werden anschließend in Magnetfeldern, bei tiefsten Temperaturen oder unter Druck vermessen, um ihre quantenmechanischen Eigenschaften zu erforschen. Ohne die Synthese solcher Kristalle wäre ein großer Teil der experimentellen Forschung im ConQuMat gar nicht möglich.
Was hat Sie dazu inspiriert, sich in diesem (spezifischen) Forschungsbereich zu engagieren?
Mich hat schon früh fasziniert, wie man durch die Kombination von Physik, Chemie und technischer Präzision etwas völlig Neues erschaffen kann. Während meines Studiums und meiner Diplomarbeit habe ich mich zunehmend für die Festkörperphysik und Kristallographie begeistert – also für die Frage, wie sich Atome im Raum anordnen und welche physikalischen Eigenschaften sich daraus ergeben.
Was ist das Ziel Ihrer Forschung?
Das übergeordnete Ziel ist, die quantitative Struktur und Dynamik von Festkörpern besser zu verstehen – insbesondere, wie sich kollektive Effekte aus der Wechselwirkung vieler Teilchen ergeben. Wenn wir Materialien herstellen, deren Atome auf ganz bestimmte Weise angeordnet sind, können wir herausfinden, wie magnetische, elektrische oder thermische Eigenschaften entstehen und sich gezielt verändern lassen.
Langfristig möchten wir die Grundlagen schaffen, um neuartige Quantenmaterialien zu entwickeln, die zum Beispiel für die Supraleitung oder für energieeffiziente Kühltechnologien relevant sein könnten. Aber auch wenn nicht jedes Material eine direkte Anwendung findet, bleibt der Kern meiner Arbeit dasselbe: ein tieferes Verständnis der Materie – also dessen, was unsere physikalische Welt im Innersten zusammenhält.
Welche Herausforderungen begegnen Ihnen in Ihrer Forschung und wie gehen Sie damit um?
Die größte Herausforderung besteht darin, Kristalle von ausreichender Reinheit und Größe zu züchten. Manche Materialien „wachsen“ fast von allein – andere verweigern sich über Wochen und Monate, selbst wenn alle Parameter stimmen. Ein winziger Fehler in der Temperaturführung, eine minimale Verunreinigung oder zu viel Sauerstoff in der Umgebung können das gesamte Experiment scheitern lassen.
Wie könnte Ihre Forschung das Verständnis der Physik / der Welt / von Technologien / der Zukunft ändern?
Die Materialien, die wir herstellen, sind kleine Bausteine für zukünftige Technologien. Wenn wir besser verstehen, wie Quantenphänomene in Festkörpern wirken, können wir daraus neue Prinzipien ableiten – für supraleitende Systeme, effizientere Energieübertragung oder vielleicht sogar quantenbasierte Rechenmethoden.
Mehr Informationen zu Dr. Anton Jesche, seiner Forschung und Arbeit im Projekt ConQuMat sind in der Podcast-Folge Nr. 16 zu hören!
