In dem Format “5 Fragen an ConQuMat” berichten Projektmitglieder über ihre Forschung, ihre Ziele und Herausforderungen sowie Chancen für die Zukunft.
Heute: Prof. Dr. Michael Knap von der Technischen Universität München
Woran forschen Sie im Projekt ConQuMat?
Wir forschen im Rahmen des TRR360 daran Magnetismus von komplexen Systemen zu verstehen. Dazu entwickeln wir neue Theorien und analytische und numerische Methoden. Dabei fokusieren wir zum einen auf die Spindynamik in korrelierten Magneten und wollen die Konsequenzen von Zwangsbedingungen, die durch geometrische Frustration und starken Wechselwirkungen hervorgerufen werden, untersuchen.
Was hat Sie dazu inspiriert, sich in diesem (spezifischen) Forschungsbereich zu engagieren?
Weg vom thermodynamischen Gleichgewicht gibt es Phasen der Materie, die ansonsten gar nicht existieren können. Wir wollen gerne verstehen, ob man solche Sitationen in Festkörpersystemen generieren kann.
Was ist das Ziel Ihrer Forschung?
Ziel ist es, diese neuartigen Zustände theoretisch zu verstehen, charakterisieren und Möglichkeiten zu finden, diese im Labor zu realisieren.
Welche Herausforderungen begegnen Ihnen in Ihrer Forschung und wie gehen Sie damit um?
Um diese komplexen Systeme beschreiben zu können, müssen neue Methoden entwickelt werden. Diese beinhalten beispielsweise numerische Tensornetzwerkmethoden (=mathematische Verfahren, die große und komplexe Datenmengen in kleinere, verknüpfte Teile zerlegen, um Berechnungen effizienter zu machen (Anmerk. d. Red.)), aber auch analytische feldtheoretische Beschreibungen. Oft kann man im Vorhinein nicht ganz klar sagen, ob die anvisierten Methoden schlussendlich zum Ziel führen können.
Wie könnte Ihre Forschung das Verständnis der Physik / der Welt / von Technologien / der Zukunft ändern?
Die Forschung, die wir betreiben, hat hauptsächlich fundamentalen Charakter. Welche Anwendungen daraus entstehen können, ist oft nicht absehbar. Klar ist jedoch, dass das Zusammenspiel von starken Korrelationen und geometrischer Fustration zu vielerlei neuartiger Phasen der Materie führen kann. Darunter sind beispielsweise exotische Spinflüssigkeiten, die zur Realisierung eines fehlertoleranten Quantencomputers verwendet werden koennen. Außerdem kann die Forschung dazu führen, dass neuartige Theorien entwickelt werden, die auf eine breite klasse von anderen Fragestellungen angewandt werden kann.
