Neuer Sonderforschungsbereich mit Beteiligung der TU Braunschweig bewilligt Neue Zustände der Materie in »frustrierten Magneten« sollen erforscht werden

Können Elektronen zerteilt werden? Welche Eigenschaften haben die dabei entstehenden quantenmechanischen Objekte? Sind dafür neue Ordnungsprinzipien der Materie verantwortlich? Fragen der Grundlagenforschung im Bereich der Festkörperphysik, mit denen sich der neue SFB 1143 an der Technischen Universität Dresden mit Beteiligung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Prof. Wolfram Brenig vom Institut für Theoretische Physik beschäftigt.

Hauptthema des neuen SFB ist die Suche nach neuen Zuständen der Materie. Ausgangspunkt ist dabei ein als „Frustration“ bezeichnetes Phänomen in Magneten: Was passiert, wenn (sub)atomare magnetische Bausteine nicht zueinander passen? In solchen Fällen wird konventioneller Magnetismus, wie zum Beispiel in Eisen, unterdrückt und komplexe Zustände mit fundamental neuen Eigenschaften bilden sich aus. Es besteht sogar die Möglichkeit, dass Elektronen „fraktionalisieren“, also in Teilchen zerfallen, die es in der Natur eigentlich nicht gibt. Solche Zustände zeigen sogenannte topologische Ordnung und werden mit neuen mathematischen Konzepten beschrieben. Im SFB werden dazu theoretische Untersuchungen mit Experimenten – häufig nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt und in großen Magnetfeldern – an synthetisch hergestellten Magneten kombiniert.

Sprecherhochschule ist die Technische Universität Dresden. Prof. Dr. Wolfram Brenig vom Institut für Theoretische Physik der Technischen Universität Braunschweig und berufenes Mitglied der Dresdener Plattform für Supraleitung und Magnetismus (PSM) ist Leiter eines der sechzehn wissenschaftlichen Teilprojekte. Als weitere Institutionen sind das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, die Max-Planck-Institute für Physik komplexer Systeme sowie für Chemische Physik fester Stoffe Dresden, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf sowie die Fakultät für Chemie und Physik der Technischen Universität Bergakademie Freiberg beteiligt. Ein Förderzeitraum von dreimal vier Jahren ist möglich. Für die ersten vier Jahre hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft 7,5 Millionen Euro bewilligt.

Kontakt
Prof. Dr. Wolfram Brenig
Institut für Theoretische Physik
Technische Universität Braunschweig
Mendelssohnstraße 3
38106 Braunschweig
Tel.: 0531/391-5180
E-Mail: w.brenig@tu-bs.de
www.fkt.tu-bs.de