Kvanttsimulering som nyckel till supraledare vid hög temperatur

Forskare vid Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) använder kvanttsimulering, en form av laboratorieforskning, för att öka förståelsen för komplexa kvantmekaniska fenomen. Specifikt fokuserar forskningen på att reda ut verkningsmekanismerna för supraledare vid höga temperaturer. Målet är att potentiellt möjliggöra supraledares funktion vid rumstemperatur i framtiden.

I den 45:e episoden av podcasten "Exzellent Erklärt" diskuterar LMU-fysikerna Monika Aidelsburger och Fabian Grusdt sitt arbete med att tackla komplexa utmaningar inom fysiken. Medan beteendet hos enskilda atomer och molekyler kan förutsägas med kvantfysik, är förståelsen för kollektiva interaktioner mellan många partiklar avsevärt mer utmanande. Kvanttsimuleringar, utförda i laboratoriemiljö, erbjuder ett sätt att empiriskt undersöka dessa fenomen.

Forskningen belyser vikten av tvärvetenskapligt samarbete inom MCQST-forskningscentret, där teoretiker och experimentella fysiker arbetar tillsammans för att testa teoretiska modeller och utveckla nya forskningsmetoder. "Att arbeta med experimentella fysiker är otroligt berikande för oss eftersom vi kompletterar varandra", säger professor Fabian Grusdt. "Som teoretiker är det en av de bästa sakerna som kan hända när något man har föreslagit realiseras i ett experiment och visar sig fungera."

Kvanttsimuleringar lovar att ge svar på centrala frågor inom materialvetenskap och fysik. Enligt forskarna är det första lyckade signalen från ett experiment en kritisk punkt, varefter fokus ligger på att optimera och kalibrera resultaten. LMU:s forskning syftar till att öppna dörrar för nya teknologiska tillämpningar baserade på en förbättrad förståelse av supraledning.

Monika Aidelsburger leder forskning om kvanttsimuleringar med ultrakalla kvantgaser i optiska gittar och leder "Engineered Quantum Systems" vid Max Planck Institute for Quantum Optics. Fabian Grusdt är professor i kvantmångkropps fysik vid LMU.