Grundlegende Physikexperimente besser interpretieren

16.04.2021|08:46 Uhr

„Materie in unserem Wahrnehmungsbereich, wir sagen makroskopische Materie, ist aus vielen sehr kleinen Teilchen zusammengesetzt. Deren Eigenschaften unterscheiden sich grundlegend von den Eigenschaften der makroskopischen Materie, bedingen diese jedoch durch die Art und Weise, wie sie zusammengesetzt sind“, erklärt Prof. Dr. Hermann Boos, Professor für Theoretische Mathematische Physik an der Bergischen Universität Wuppertal. „Wir wollen am Beispiel von Modellen für magnetische Materialien verstehen, wie genau das geschieht und so helfen, grundlegende Experimente zu interpretieren.“ Darum geht es in seinem neuen Forschungsprojekt „Confinement in quasi-eindimensionalen magnetisch geordneten Quantenspinsystemen“, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 218.600 Euro über drei Jahre gefördert wird.

Confinement, hier am passendsten mit Einschluss übersetzt, bezeichnet das Phänomen, dass bestimmte elementare Teilchen nicht für sich bestehen können, sondern nur eingeschlossen in einen Bindungszustand. „Das bekannteste Beispiel dafür sind die sogenannten Quarks, elementare Teilchen, die nur gebunden, z. B. in Hadronen und Mesonen, bestehen können und die die Kernmaterie ausmachen“, so Boos. Ein ähnliches Phänomen könne an magnetischen Anregungen in Festkörpern beobachtet werden. „Spinonen, die topologischen Anregungen in Quantenspinkettenverbindungen, üben unter Einfluss einer schwachen Zwischenkettenkopplung eine linear mit dem Abstand anwachsende Anziehungskraft aufeinander aus, die ein Confinement der Spinonen zur Folge hat. Dieses wurde kürzlich mit Hilfe von Neutronenstreuexperimenten und Terahertz-Spektroskopie experimentell nachgewiesen.“

Das Hauptziel des Projekts ist eine möglichst exakte Berechnung aller relevanten Messgrößen, insbesondere des Vielteilchenspektrums und des in Messungen direkt zugänglichen dynamischen Strukturfaktors.

Kontakt:
Prof. Dr. Hermann Boos
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften
Telefon 0202/439-3520
E-Mail hboos[at]uni-wuppertal.de