Global Minds Initiative: Forschende aus Princeton und Cambridge an der LMU

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Zwei der drei neuen Mercator Fellows, die an die LMU kommen, stärken künftig die Forschung im Bereich der Physik an der LMU und ihren Exzellenzclustern: Der Quantenphysiker Andrei Bernevig von der Princeton University im Cluster MCQST und der Nanoforscher Jeremy J. Baumberg von der Cambridge University im Cluster e-conversion 2.0.

Die länderübergreifenden Kooperationen werden ermöglicht durch Förderungen der DFG-Förderinitiative „Global Minds in DFG-Verbünden“ im Rahmen des BMFTR-Programms 1000-Köpfe-Plus, welche die LMU für diese drei Spitzenforschenden einwerben konnte. Das Modul „Mercator Fellow Global“ ermöglicht herausragenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem Ausland eine längerfristige Zusammenarbeit mit deutschen Forschungsverbünden. Die Förderung umfasst bis zu 650.000 Euro pro Fellowship und ist für 15 bis 36 Monate innerhalb eines fünfjährigen Förderzeitraums vorgesehen.

Prof. Dr. Benedikt Grothe, Vizepräsident für Natur- und Lebenswissenschaften der LMU, kommentiert: „Von den komplexen Vorgängen im menschlichen Gehirn über die Quantenwelt bis zur Wechselwirkung von Licht und Materie: Unsere Exzellenzcluster erforschen grundlegende wissenschaftliche und für die Gesellschaft höchst relevante Fragen. Es ist ein großer Erfolg, dass wir mit Paola Arlotta, Andrei Bernevig und Jeremy J. Baumberg drei international herausragende Persönlichkeiten für diese Forschung gewinnen konnten. Und es zeigt, dass die LMU mit ihrer exzellenten Forschung für Spitzenforscher international attraktiv ist. Ich freue mich sehr, diese drei herausragenden Forschenden an der LMU begrüßen zu können.“

Andrei Bernevig: Neue Quantenmaterialien mit KI entdecken

Andrei Bernevig, Professor für Physik an der Princeton University, zählt zu den führenden Theoretikern der Quantenmaterie. Seine Arbeiten haben das Verständnis topologischer Materialien geprägt – Materialien, deren elektronische Eigenschaften durch grundlegende Quantenprinzipien besonders robust sein können. Am Exzellenzcluster MCQST will er gemeinsam mit experimentellen und theoretischen Forschungsgruppen neue Quantenzustände vorhersagen und realisieren. Im Mittelpunkt stehen die Supraleitung in gegeneinander verdrehten, atomar dünnen Schichten, die Dynamik stark wechselwirkender Quantensysteme und die KI-gestützte Suche nach neuen Quantenmaterialien. Dafür verbindet er seine theoretischen Ansätze mit den Möglichkeiten der LMU zur Untersuchung von Quantenmaterialien und zur Quantensimulation mit ultrakalten Atomen.
„Ich freue mich sehr auf die Zusammenarbeit mit Münchens herausragender Gemeinschaft aus theoretischen und experimentellen Forschenden“, sagt Bernevig. „Dabei werden wir Grundlagenforschung mit bahnbrechenden Experimenten verbinden, um neue Quantenzustände der Materie zu entdecken, unkonventionelle Supraleitung und Quantendynamik zu verstehen und KI-gestützte Ansätze zur Entdeckung neuer Materialien mit verdrehter Struktur zu entwickeln.“

MCQST-Sprecher Immanuel Bloch, Professor für Experimentalphysik, betont: „Mit Andrei Bernevig gewinnen wir einen der kreativsten Köpfe der modernen Quantenphysik. Seine Ideen und unsere Experimente ergänzen sich ideal, um die Mechanismen neuartiger Supraleitung zu entschlüsseln und Quantenmaterie gezielt zu gestalten.“ Die Zusammenarbeit stärke die internationale Vernetzung von LMU und MCQST und eröffne jungen Forschenden neue Perspektiven.

Jeremy J. Baumberg: Licht für die Energieumwandlung nutzen

Jeremy J. Baumberg, Professor für Nanophotonik an der University of Cambridge, gehört zu den weltweit führenden Forschenden der Nanophotonik und Plasmonik. Er untersucht, wie Licht auf kleinsten Längenskalen mit Materie wechselwirkt. Dabei erforscht er unter anderem Nanostrukturen, die Licht auf wenige Nanometer konzentrieren und so chemische Reaktionen oder molekulare Bewegungen beeinflussen können. Im Exzellenzcluster e-conversion 2.0 will er mit Forschungsgruppen der LMU und der TUM untersuchen, wie sich solche plasmonisch verstärkten Lichtfelder für Photokatalyse und Energieumwandlung nutzen lassen und wie gekoppelte elektronische, optische und molekulare Anregungen gezielt kontrolliert werden können. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung besonders energieeffizienter photonischer Bauelemente, die starke Licht-Materie-Kopplung und molekulare Optomechanik nutzen.

„Wir wollen verstehen, wie sich Licht auf kleinster Skala gezielt einsetzen lässt, um chemische Prozesse zu steuern und neue Wege der Energieumwandlung zu erschließen“, erklärt Baumberg.

Initiiert hat die Zusammenarbeit Tim Liedl, Professor für Experimentalphysik und Mitglied im Exzellenzcluster e-conversion 2.0. „Jeremy J. Baumberg passt außergewöhnlich gut zu unserem Cluster, weil seine Forschung genau die Grenzen zwischen unseren Forschungsbereichen überschreitet“, sagt Liedl. „Seine Expertise ermöglicht es uns, neue Verbindungen zwischen Nanophotonik, Katalyse, Optomechanik und Energieumwandlung herzustellen und gemeinsam Fragestellungen anzugehen, die keine einzelne Disziplin allein lösen kann.“