Physiker Rudolf Grimm erforscht suprafluide Materiezustände.

ERC Ad­van­ced Grant für Ru­dolf Grimm

Der Quantenphysiker Rudolf Grimm erhält einen ERC Advanced Grant. Dies ist die höchstdotierte Förderung, die vom Europäischen Forschungsrat vergeben wird. Der profilierte Wissenschaftler und sein Team erhalten für ihre Forschungen zu neuartigen Materiezuständen in den nächsten fünf Jahren rund 2,5 Millionen Euro.

Der ERC Advanced Grant ist die höchste Wissenschaftsauszeichnung der Europäischen Union. Mit ihr werden herausragende Forscherinnen und Forscher in ganz Europa gefördert. Der Europäische Forschungsrat (ERC) stellt diesen klugen Köpfen Mittel aus dem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation zur Verfügung, damit sie ihren Ideen folgen und eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung verschiedener Wissensbereiche spielen können. Rudolf Grimm vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften erhält für sein Projekt SuperCoolMix insgesamt rund 2,5 Millionen Euro, um in ultrakalten Quantengasen neuartige Materiezuständen wie Suprafluidität und Supraleitung zu untersuchen.

Ultrakalte Mischung

Die komplexen Mechanismen, die zu Suprafluidität und Supraleitung führen, faszinieren die Forschung schon seit vielen Jahrzehnten. Um solche Phänomene besser zu verstehen, nutzt die Arbeitsgruppe um Rudolf Grimm nun einen neuen experimentellen Ansatz, den sie erst vor kurzem im Labor erfolgreich etablieren konnte: ein stabiles, stark wechselwirkendes Fermionengemisch aus Elementen unterschiedlicher Masse. Fermi-Gase aus unterschiedlichen Elementen werden zwar schon seit einigen Jahren erzeugt. Der Massenunterschied ist der Schlüssel zu neuartigen Materiezuständen, doch waren derartige Systeme bisher nicht stabil genug. Das Team um Grimm verwendet ein Gemisch aus Dysprosium und Kalium, das die wichtigsten Zutaten bietet, die für die Erzeugung neuartiger stark wechselwirkender Suprafluide erforderlich sind: Massenungleichgewicht, Abstimmbarkeit der Wechselwirkungen und Kollisionsstabilität. „Unser System stellt derzeit die einzige experimentell verfügbare Fermi-Fermi-Mischung dar, die diese Kombination von Eigenschaften bietet“, sagt Grimm. „Wir wollen in den nächsten Jahren stark wechselwirkende Fermi-Fermi-Superfluide realisieren und die verschiedenen Regime der Suprafluidität untersuchen, mit dem ultimativen Ziel, Materiezustände zu demonstrieren, deren Symmetrie gebrochen ist.“ Dazu werden die Forscher ihre Studien auch auf ein neues System mit extremem Massenverhältnis aus Lithium und Dysprosium ausdehnen. 

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Zur Person

Rudolf Grimm wurde in Mannheim, Deutschland, geboren und studierte an der Universität Hannover Physik. Nach Stationen an der ETH Zürich, am Institut für Spektroskopie der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in Troizk bei Moskau und am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg wurde Rudolf Grimm im Jahr 2000 als Nachfolger von Anton Zeilinger an die Universität Innsbruck berufen. Hier konnte er mit seinem Team weltweit erstmals ein Bose-Einstein-Kondensat aus Cäsiumatomen sowie ein Bose-Einstein-Kondensat aus Molekülen und ein Fermi-Kondensat erzeugen. In den folgenden Jahren realisierte Grimm in ultrakalten Quantengasen erstmals zahlreiche physikalische Phänomene, so die Efimov-Zustände, die der russische Theoretiker Vitali Efimov über drei Jahrzehnte zuvor vorhergesagt hatte.

Für seine Leistungen wurde Rudolf Grimm schon vielfach ausgezeichnet. So erhielt er 2005 den Wittgenstein-Preis, die höchste österreichische Wissenschaftsauszeichnung, und 2008 den Tiroler Landespreis für Wissenschaft. 2009 wurde Grimm zum Wissenschaftler des Jahres gewählt. 2018 erhielt er gemeinsam mit Vitali Efimov die Faddeev-Medaille.

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