Das Institut für Physik der CvO Univeristät Oldenburg ist seit 2024 Mitglied des CECAM Knotens QMDYN - Quantum Materials Dynamics.

CECAM Knoten? Ein CECAM-Knoten ist ein Zusammenschluss von Institutionen und Teil des Netzwerks des Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire (CECAM). Der deutsche Knoten QMDYN verbindet die Universitäten Bremen, Aachen, Oldenburg, sowie das Max Plack Institut für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg, und trägt zur Mission von CECAM bei, die rechnergestützte Wissenschaft voranzubringen. Mit unserem Knoten organisieren wir Workshops, Sommerschulen, gemeinsame Forschungsprojekte und Trainingsprogramme. 

Ein nicht-wissenschaftliches Ziel unseres Knotens ist die Stärkung der Zusammenarbeit und Verbindung der Verbunduniversitäten Bremen und Oldenburg der Nordwest-Allianz.

QMDYN! Unser CECAM Knoten zu Quantum Materials Dynamics beschäftigt sich damit, einfache und komplexe Quantensysteme realistisch am Computer zu simulieren — und zwar unter Bedingungen, die weit weg vom Gleichgewicht sind, extrem schnell ablaufen oder stark miteinander wechselwirken, oder in denen die Kopplung mit der Umgebung eine entscheidende Rolle spielt. Insbesondere stehen Vielteilchen- und Korrelationseffekte im Mittelpunkt, die Ursprung aufregender und spannender physikalischer Effekte sind.

Im Verbund möchten wir neue Rechenmethoden entwickeln, anwenden, und damit die Forschung vorantreiben, die verschiedene Größenordnungen miteinander verbinden:

• Zeit: von ultraschnellen Prozessen (Femtosekunden) bis zu längeren Dynamiken
• Länge: von einzelnen Atomen bis zu Nanostrukturen
• Energie: von schwach bis stark korrelierten Elektronen und/oder Photonen

Was wird konkret untersucht?

• Reale zeitabhängige Prozesse, z. B. wie Materialien auf extrem starke Laserfelder reagieren
• Erzeugung von Kohärenz und Kontrolle von Dekohärenz - wichtig für Quantencomputing und maschinelles Lernen mit Quantensystemen
• Quantenmaterialien in Wechselwirkung mit Licht in Resonatoren (cavity-QED)
• Neue Regimes der Licht-Materie-Kopplung, insbesondere starke und ultrastarke Kopplung, Polaritonen

Wir entwickeln numerische Methoden und Modelle konsequent weiter, um an der Spitze der Forschung maßgeblich zu zentralen wissenschaftlichen Fragestellungen unserer Zeit beizutragen:

• Wie kann man Quanteneigenschaften von Materialien mit Licht steuern?
• Was sind physikalische Mechanismen, auf denen neuartige Quantentechnologien fußen können?
• Wie nutzen wir die Kopplung von Quantensystemen an ihre mikroskopische oder makroskopische Umgebung zu unserem Vorteil?
• Wie funktionieren hybride Materialsysteme und Nanointerfaces, und was ist die Dynamik an atomar dünnen Grenzschichten?

QMDYN geht es darum, die dynamische Welt der Quantenmaterialien besser zu verstehen und rechnerisch zugänglich zu machen, um im Zusammenschluss mit Experimenten die Physik von Nanostrukturen, Quantenmaterialien, und Quantentechnologien voranzutreiben.

Prof. Dr. Christopher Gies
CvO Universität Oldenburg

Prof. Dr. Michael Sentef
Sprecher von QMDYN
Universität Bremen

Prof. Dr. Lucio Colombi Ciacchi
Universität Bremen

Prof. Dr. Dante Kennes
RWTH Aachen

Prof. Dr. Angel Rubio
MPI Hamburg

CECAM Webseite QMDYN: link

Ansprechpartner vor Ort: Prof. Dr. Christopher Gies