Mathematik der Quantensysteme: Forschungsprojekt gestartet
Zum 1. Januar 2023 startet der Sonderforschungsbereich "Mathematik der Vielteilchen-Quantensysteme und ihrer kollektiven Phänomene" (SFB TRR 352) in seiner ersten vierjährigen Förderperiode. Das Projekt hat zum Ziel, mathematische Techniken weiterzuentwickeln, die dem Verständnis physikalischer Phänomene in korrelierten Quantensystemen dienen.
Der Sonderforschungsbereich ist ein transregionaler Kooperationsverbund von Wissenschaftler*innen der Ludwig-Maximilian-Universität München (LMU), der Technischen Universität München (TUM) und der Universität Tübingen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligte das Projekt Ende November 2022 mit einem Gesamtvolumen von ca. 1,7 Millionen Euro für die nächsten vier Jahre. Insgesamt umfasst der Sonderforschungsbereich 17 Teilprojekte, die verschiedene Aspekte rund um das zentrale Thema der Vielteilchen-Quantensysteme behandeln. Sprecher-Universität für die erste Förderperiode ist die LMU, wo das Verbundprojekt von Prof. Christian Hainzl geleitet wird.
An der TUM übernimmt Prof. Simone Warzel als Co-Sprecherin die Koordination des Projekts. Des Weiteren sind die Professor*innen Robert König, Caroline Lasser, Christian Mendl, Herbert Spohn und Michael Wolf sowie Dr. Cambyse Rouze als Principal Investigators von der TUM School of Computation, Information and Technology an der Forschungsgruppe beteiligt. Unter anderem ermöglicht die Förderung die Einstellung von 21 Doktorand*innen und PostDocs, die in diesem Bereich ihren Forschungsschwerpunkt haben. Somit werden sowohl junge Wissenschaftler*innen gefördert als auch spezialisierte Forschung in diesem wichtigen Gebiet der Mathematik an der Schnittstelle zu Physik und Informatik ermöglicht.
Fachlich richtet der SFB TRR „Mathematik der Vielteilchen-Quantensysteme und ihrer kollektiven Phänomene“ den Fokus auf die mathematische Analyse von Modellen insbesondere der Physik der kondensierten Materie. Diese Modelle beschreiben das kollektive Verhalten einer großen Anzahl von wechselwirkenden Komponenten wie Teilchen oder Spins. Deren Verhalten führt zu vielfältigen, makroskopisch beobachtbaren Phänomenen. Während weitgehend in der Physik geklärt ist, welche hochdimensionalen Gleichungen die mikroskopischen Quantenmodelle beschreiben, stößt deren Analysis und die Herleitung kollektiver Phänomene auf meso- oder makroskopischer Ebene immer noch an mathematische Grenzen. Der Verbund will solche mit Vielteilchen-Quantensystemen verbundenen mathematischen Fragestellungen bearbeiten.
Der SFB TRR 352 „Mathematik der Vielteilchen-Quantensysteme und ihrer kollektiven Phänomene“ ist einer von drei neuen Sonderforschungsbereichen mit maßgeblicher Beteiligung der TUM.