Die "Momentum"-Projektförderung der VW-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Wissenschaftler:innen in einer frühen Phase nach Antritt ihrer ersten Lebenszeitprofessur Möglichkeiten zur inhaltlichen und strategischen Weiterentwicklung ihrer Professur zu eröffnen.
An der Universität Rostock ist es dem Professor für Quantentechnologie am Institut für Physik, Freidemann Reinhard, gelungen, ein Momentum-Projekt zu erhalten. Sein Ziel ist der Aufbau einer neuen quantentechnologischen Forschungsdisziplin.
Magnetische Frösche
„In einem starken Hintergrundfeld werden fast alle Materialien leicht magnetisch. Selbst Tiere wie Frösche lassen sich in einem starken Magnetfeld magnetisieren und sogar zum Schweben bringen“, erklärt Prof. Reinhard den Ansatz seines Projektes und führt weiter aus: „Diese Magnetisierung, physikalisch bedingt durch Diamagnetismus und Paramagnetismus, ist allerdings sehr schwach, etwa Millionen mal schwächer als die Magnetisierung eines starken Permanentmagneten.“
Forschungslücke: „Es gibt kein empfindliches Magnetisierungsmikroskop“
Daher seien nicht nur starke Magnetfelder nötig, um sie hervorzurufen. Es sei auch besonders schwer, sie zu untersuchen. Während gute Messgeräte existieren, um die mittlere Magnetisierung von großen Objekten wie Fröschen zu messen, fehle aktuell eine Methode, um schwache Magnetisierung mit Mikrometer- oder Nanometer-Auflösung abzubilden. „Es gibt kein empfindliches Magnetisierungsmikroskop“, macht es der Physikprofessor kurz.
Quantensensoren aus Diamanten
Ziel seines neuen Projektes: Ein solches Gerät zu entwickeln und anzuwenden. Die AG Quantentechnologie werde dazu Quantensensoren aus Diamanten einsetzen. Diese können Magnetfelder mit hoher Empfindlichkeit abbilden, insbesondere in den hohen Hintergrundfeldern, die für die Magnetisierung von Materie benötigt werden. Ein Vorteil, der bislang nicht ausgenutzt wurde.
Anstoß für weitere Untersuchungen
Mit diesem neuen Ansatz will die AG Quantentechnologie mehrere Fragen der Festkörperphysik beantworten. Sie will damit Alterungsmechanismen von Lithium-Batterien, Defekte in Legierungen und Phasenübergänge in Hochtemperatur-Supraleitern untersuchen. In all diesen Gebieten weiß man, dass Phänomene wie das Einsetzen von Supraleitung die Magnetisierung verändern, hat aber kein mikroskopisches Bild.
Die Arbeitsgruppe wird die neue Untersuchungsmethode im Austausch mit Arbeitsgruppen verschiedener Fakultäten der Universität Rostock und der Universität Kiel entwickeln und für deren Arbeit zur Verfügung stellen. Damit trägt das Projekt maßgeblich zur Forschungsrichtung "Life, Light & Matter" der interdisziplinären Fakultät der Universität Rostock bei.
Kontakt:
Prof. Friedemann Reinhard
Universität Rostock
Institut für Physik, AG Quantentechnologie
Tel.: +49 381 498-6840
friedemann.reinharduni-rostockde
Lea-Marie Kenzler
Universität Rostock
Presse- und Kommunikationsstelle
Tel.: +49 381 498-1029
lea-marie.kenzleruni-rostockde