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Zehn Millionen Euro für die Spin-Forschung

| Redakteur: Thomas Kuther

Dass wir Musik und Videos trotz riesiger Datenmengen streamen können oder Autos dank Antiblockiersystem sicher bremsen, verdanken wir der Spin-Forschung.

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Professor Dr. Martin Aeschlimann: „Der Spin ist ein rein quantenmechanisches Phänomen und bildet die Grundlage für alle magnetischen Erscheinungen.“
Professor Dr. Martin Aeschlimann: „Der Spin ist ein rein quantenmechanisches Phänomen und bildet die Grundlage für alle magnetischen Erscheinungen.“
(Bild: idw )

Ein Forscherteam aus Physik, Chemie und den Ingenieurwissenschaften an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) untersucht grundlegende Spin-Phänomene. Dabei handelt es sich um quantenmechanische Phänomene, die magnetische Eigenschaften bei verschiedener Materialien ermöglichen. Sie sollen in die Anwendung überführt werden, etwa in Form neuartiger Bauteile für Speicherchips.

Die Erkenntnisse der Spinforschung fließen schon seit vielen Jahren in die Entwicklung neuer Techniken ein. Beispielsweise prägt die Spin-Forschung seit Beginn des Computerzeitalters die Festplatten-Entwicklung und beeinflusst heute die Evolution neuer magnetischer Speicherchips und Sensoren.

Unter dem Begriff Spin versteht man in der Fachwelt den Eigendrehimpuls eines Quantenteilchens, zum Beispiel eines Elektrons oder Protons. „Der Spin ist ein rein quantenmechanisches Phänomen und bildet die Grundlage für alle magnetischen Erscheinungen“, erläutert Professor Dr. Martin Aeschlimann, Sprecher des Sonderforschungsbereichs „Spin+X – Spin in its collective environment“ von der TUK. „Interessant ist dies beispielsweise für das schnelle Speichern großer Datenmengen sowie für die Entwicklung moderner magnetischer Sensoren in Handys und Automobilen.“

Die ganze Bandbreite der Spin-Forschung

Das Team in Kaiserslautern und Mainz deckt mit seiner Forschung die ganze Bandbreite der Spin-Forschung ab. Das geht von grundlegenden physikalischen Fragestellungen bis hin zu funktionalen und technologisch orientierten Arbeiten, wie etwa die Entwicklung neuartiger Bauteile, die Spinwellen als Informationsträger nutzen, um Daten zu übertragen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den Transregio-Sonderforschungsbereich „Spin+X – Spin in its collective environment“ für weitere vier Jahre mit 10 Mio. €. Koordiniert wird er von der TU Kaiserslautern, in enger Zusammenarbeit mit der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Darüber hinaus stellt die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses ein Kerninteresse des Sonderforschungsbereichs dar. Durch das integrierte „Spin+X-Graduiertenkolleg“ werden junge Forscherinnen und Forscher sowohl fachlich als auch fachübergreifend ausgebildet. Möglich ist dies dank der interdisziplinären Zusammenarbeit der unterschiedlichen Arbeitsgruppen an beiden Standorten.

Aber auch die Einbindung von Studierenden in die Forschungsarbeiten stellt einen wichtigen Eckpfeiler dar. Um der breiten Öffentlichkeit das Thema Spin näher zu bringen, kommen im Rahmen des „Spin+X Outreach-Projekts“ gezielt neue Techniken wie Virtual und Augmented Reality-Technologien, verschiedene Kommunikationsnetzwerke und soziale Medien zum Einsatz.

Die zweite Förderphase beginnt im Januar 2020

Der Sonderforschungsbereich ist an beiden Standorten eng eingebunden in die Forschungsinitiative des Landes Rheinland-Pfalz, die der Förderung von Spitzenforschung und Profilbildung der Universitäten dient. Entsprechend freut sich der Vizepräsident für Forschung und Technologie der TUK, Professor Dr. Arnd Poetzsch-Heffter: „Die Verlängerung des SFB Spin+X ist ein herausragender Erfolg und demonstriert unsere Forschungsstärke auf dem Gebiet von Spin, Licht und Materie. Darüber hinaus steht er für die langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit mit der JGU Mainz auf diesem Gebiet.“

Der Transregio-Sonderforschungsbereich „Spin+X – Spin in its collective environment“ wurde 2016 erstmals bewilligt. Die zweite Förderphase beginnt im Januar 2020. Sie wird von der DFG mit 10 Mio. € gefördert. Beteiligt sind an der TU Kaiserslautern die drei Fachbereiche Physik, Chemie sowie Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Von Seiten der Johannes Gutenberg-Universität Mainz sind die Institute für Physik sowie für Anorganische Chemie und Analytische Chemie dabei.

Gebündelt wird die Spin-Forschung in Kaiserslautern ab dem kommenden Jahr in einem neuen Forschungsgebäude auf dem Campus der TUK, dem Laboratory for Advanced Spin Engineering, kurz LASE. Dort werden rund 100 Forscherinnen und Forscher aus Physik, Chemie und den Ingenieurwissenschaften Spin-Phänomenen auf den Grund gehen.

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