Bühne frei für die Exzellenzcluster der Universität HamburgDiskussion über bewegte Atome und alte Handschriften, Extremwetter und den Urknall
31. Mai 2019, von Christina Krätzig
Foto: UHH/Krätzig
Spitzenforschung verständlich präsentiert: Am 3. Juni stellen Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank und Universitätspräsident Prof. Dr. Dr. h. c. Dieter Lenzen die vier Exzellenzcluster der Universität Hamburg erstmals öffentlich vor. Moderiert von Oliver Hollenstein (DIE ZEIT) diskutieren die Sprecherinnen und Sprechern der Cluster anschließend über Klimaforschung und den Ursprung des Universums, über Manuskriptkulturen und die Eigenschaften der Materie.
Die Entscheidung fiel im vergangenen September: vier von insgesamt 57 deutschen Exzellenzclustern gehen an die Universität Hamburg. Anfang 2019 sind die Cluster offiziell gestartet. Doch wer erforscht da eigentlich was genau?
Heute im Fokus: Der Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“
Atome, Moleküle und Elektronen sind ständig in Bewegung. In rasend schnellem Tempo verbinden und lösen sie sich voneinander. Die Strukturen, die sie dabei bilden, bestimmen die Eigenschaften und Funktionalität der Materie.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von CUI können die Bewegungen der Teilchen in Echtzeit beobachten: Zu diesem Durchbruch in der experimentellen Physik hat der Vorgängercluster (2012-2018) bahnbrechende Beträge geleistet. Nun untersuchen die Forschenden, warum sich die Teilchen wie verhalten – mit dem Ziel, dieses Verhalten auf der atomaren und mikroskopischen Ebene eines Tages gezielt zu beeinflussen. Würde dies gelingen, könnten sie Materie mit neuen Eigenschaften und Funktionalitäten schaffen. Denkbare Anwendungen wären beispielsweise elektrische Leiter, die Strom verlustfrei transportieren, oder die Entwicklung vonDatenspeichern mit deutlich höheren Kapazitäten.
Beteiligt sind Forscherinnen und Forscher der Universität Hamburg, des Helmholtz-Zentrums DESY, der Max-Planck-Gesellschaft und der European XFEL GmbH.
Wir stellen vor: Doktorandin Alexandra Mozdzen
„Mit einem einzelnen Atom zu experimentieren sei so unmöglich wie einen Saurier im Zoo aufzuziehen, glaubte der Nobelpreisträger und Mitbegründer der Quantenmechanik Erwin Schrödinger noch 1952. Doch das war ein Irrtum: Heute machen Experimentalphysiker genau das. So fange ich beispielsweise im Labor einzelne Kaliumatome.
Dafür muss ich die Bewegungen der Atome zunächst verlangsamen. Ich kühle sie auf Temperaturen von einigen Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt herunter, also auf rund -273 °C. Dann greife ich mit Hilfe sogenannter „optischer Pinzetten“ nach ihnen. Die Pinzetten bestehen aus Licht, genauer gesagt aus fokussierten Laserstrahlen.
Mithilfe eines Mikroskops kann ich diese Systeme beobachten: Ich kann sehen, wie die Atome während des Experiments zwischen mehreren Pinzetten hin und her hüpfen, miteinander stoßen und verschiedene, energetisch optimale Konfigurationen ausbilden. Ändere ich einzelne Parameter im Versuchsaufbau, ändern sie ihr Verhalten. Dies zu untersuchen erlaubt uns Forschenden Rückschlüsse darüber, wie Wechselwirkungen zwischen den Atomen die Eigenschaften von Materialien bestimmen.“
Neue Stellen im Cluster
80 Prozent der Fördergelder im Cluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ werden in die Ausbildung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fließen. Rund 75 Stellen für Doktoranden und Postdocs wurden bereits ausgeschrieben, darüber hinaus sucht der Cluster acht Gruppenleiterinnen und Gruppenleiter.
Was im Cluster sonst bisher geschehen ist, erfahren Sie am 3. Juni direkt von Clustersprecher Prof. Dr. Horst Weller.
Zum ersten Teil der Serie mit dem Cluster Quantum Universe im Fokus geht es hier
Zum zweiten Teil der Serie mit dem Klimacluster CLICCS im Fokus geht es hier
Zum dritten Teil der Serie mit dem Cluster Understanding Written Artefacts im Fokus geht es hier
Die Cluster live erleben
Am 3. Juni, 18:00 – 20:00 Uhr
Wo: Hörsaal M (Hauptgebäude Universität), Edmund-Siemers-Allee 1, 20146 Hamburg
Eintritt frei, Anmeldung nicht erforderlich.
Podiumsdiskussion, moderiert von Oliver Hollenstein (DIE ZEIT), ergänzt durch kurze Filme zu den wichtigsten Forschungsfragen der Cluster.
Einführung von Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank und Universitätspräsident Prof. Dr. Dr. h. c. Dieter Lenzen, anschließende Diskussion zwischen Quantum Universe Sprecher Prof. Dr. Jan Louis, CLICCS Sprecher Prof. Dr. D. Stammer, Understanding Written Artefacts Sprecherin Prof. Harter-Uibopuu und Prof. Dr. Horst Weller, Sprecher des Clusters CUI: Advanced Imaging of Matter.