Forschungsschwerpunkt Physik - Roland Wester Zukunftsplattform Obergurgl - 25.11.2022 Referentin: Sabine Hofer
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Forschungsschwerpunkt Physik
Roland Wester
Zukunftsplattform Obergurgl - 25.11.2022
Referentin: Sabine Hofer
Wer wir sind
Forschungsschwerpunkt Physik
Forschungs-
Quanten- Ionen- & Astro- &
zentren physik Angewandte Teilchen-
Physik physik
Christoph Paul Norbert
Nägerl Scheier Przybilla
Institute Theoret. Physik Experimentalphysik Ionen/Angew. Phys. Astro/Teilch. Physik
Wer wir sind
Forschungsschwerpunkt Physik
Scientific Computing
Advanced Materials
Wer wir sind:
Theoretische Physik
Quantum Information Mathematical Quantum information Bio & Nano Physics Entanglement Theory &
& Computation Quantum Physics & didactics Thomas FRANOSCH Quantum information theory
Hans J. BRIEGEL Gemma DE LAS CUEVAS Wolfgang DÜR Barbara KRAUS
Quantum Condensed Quantum Quantum Optics & Cavity Quantum Quantum Quantum Optics &
Matter Theory & Optimization Many-Body Physics Electro-dynamics Nanophysics Quantum
Computational Physics Wolfgang LECHNER Hannes PICHLER Helmut RITSCH Oriol ROMERO- Information
Andreas LÄUCHLI ISART Peter ZOLLER
Wer wir sind:
Experimentalphysik
Quantum Optics and Dipolar Quantum Ultracold Quantum Superconducting Photon Conversion for ion
Spectroscopy Matter Matter Quantum Circuits quantum networks
Rainer BLATT Francesca FERLAINO Rudolf GRIMM Gerhard KIRCHMAIR Ben LANYON
Strongly Correlated Quantum Quantum Optics and Quantum Optics and Photonics
Matter Spectroscopy Spectroscopy Gregor WEIHS
Hanns-Christoph NÄGERL Tracy E. NORTHUP Christian ROOS
Wer wir sind:
Ionenphysik und Angewandte Physik
Chemical Physics Inelastic Electron Scattering Controlled molecular collisions Environmental Physics
Martin K. BEYER Stephan DENIFL Katrin ERATH Armin HANSEL
Complex Systems Computational Photophysics Nano-Bio-Physics Molecular Systems
Alexander KENDL Milan ONCAK Paul SCHEIER Roland WESTER
Wer wir sind:
Astro- und Teilchenphysik
Stellar Astrophysics Computational Astroparticle Experimental Particle Galaxy Formation and Galactic Astrophysics
Stefan KIMESWENGER Physics Physics Evolution Norbert PRZYBILLA
Ralf KISSMANN Emmerich KNERINGER Francine MARLEAU
Theoretical High Energy Astroparticle- and Extragalactic Astrophysics Stellar Evolution and
Astrophysics Particle Physics Tim SCHRABBACK Asteroseismology
Anita REIMER Olaf REIMER Konstanze ZWINTZ
Übersicht
35 AG-Leiter:innen
Wer wir sind 7 Frauen und 28 Männer (20% zu 80%)
~ 240 angestellte Wissenschaftler:innen
Was seit 2018 geschah
Was uns zur Zeit beschäftigt
2028
Was uns bis 2025 erwartet
Übersicht
Wer wir sind
1400 Publikationen
Was seit 2018 geschah 1600 Vorträge
200 Dissertationen
Was uns zur Zeit beschäftigt
2028
Was uns bis 2025 erwartet
Was seit 2018 geschah The Nobel Prize in Physics 2022 Alain Aspect, John F. Clauser and Anton Zeilinger “for experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science” Entanglement ↔ Verschränkung
Was ist Verschränkung
„Ein zusammengesetztes System ist in einem wohldefinierten
Zustand, die Komponenten sind es jedoch nicht.“
Phänomen der Quantenmechanik – mit
einer klassischen Vorstellung nicht veinbarQuantenmechanische Überlagerung
In der Quantenmechanik:
Überlagerung möglich
| Kugel: links > ± | Kugel: rechts >
unmöglich zu wissen, ob sich
die Kugel links oder rechts dreht
links-drehende Kugel rechts-drehende KugelQuantenmechanische Überlagerung
In der Quantenmechanik:
Überlagerung möglich
| Kugel: links > ± | Kugel: rechts >
unmöglich zu wissen, ob sich
die Kugel links oder rechts dreht
Erst eine Messung selektiert eine
Drehrichtung mitKugel
rechts-drehende je 50%
WahrscheinlichkeitWas ist Verschränkung „Ein zusammengesetztes System ist in einem wohldefinierten Zustand, die Komponenten sind es jedoch nicht.“
Was ist Verschränkung
System: Zwei Kugeln, eine dreht links, eine dreht rechts
Komponenten: Es ist unmöglich zu wissen, welche Kugel in welche Richtung dreht
| Kugel 1: links > |Kugel 2: rechts > ± | Kugel 1: rechts > |Kugel 2: links >
Messung von Kugel 1 bestimmt Drehrichtung von Kugel 2Was ist Verschränkung
Was geschieht, wenn eine Kugel sich sehr weit entfernt?
| Kugel 1: links > |Kugel 2: rechts > ± | Kugel 1: rechts > |Kugel 2: links >Beobachtung von Verschränkung 1990 bis 1999: Anton Zeilinger Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck
Verwendung von Verschränkung
Quanten- Quanten- Quanten- Quanten-
information kryptographie simulation sensorik
Mächtige Resource für die moderne Quantenphysik und Quantentechnologie
Foto: Dominik PfeiferVerschränkung aktuell
Dark states in a waveguide
Special entangled states are created in a waveguide that
are more robust against decoherence
For the first time a method has been developed to
manipulated these dark states without breaking their
coherence
Ideal to connect different units in a superconducting
quantum processor
Four superconducting qubits forming a
collective dark and bright state
AG Kirchmair
Collaboration with theory
from University of Oulu (Finland) M. Zanner et al., Nature Physics 18 (2022)Verschränkung aktuell
Light-matter entanglement over 50km
Observation of entanglement between matter
(a trapped ion) and light (a photon)
over 50 km of optical fibre
100x further than the state of the art
Practical distance to start building large-scale
quantum networks
A photon emitted by an atom has its color changed
AG Lanyon
Krutyanskiy et al., npj Quantum Information 5, 72 (2019)Verschränkung ausgegründet
Zwei Quantentechnologie-Startups
Wolfgang Lechner
Thomas MonzVom Fundamentalen zum Komplexen
Quanten- Ionen- Astro-
physik und und
Angewandte Teilchen-
Physik physik
Von ganz kleinen zu ganz großen StrukturenVom Fundamentalen zum Komplexen From supersolids to vortices: Quantum vortices in a dipolar quantum gas Experimental in-situ image Different to vortices in normal superfluids, the strong and anisotropic of a 2D supersolid showing a long-range interactions in a dipolar superfluid lead to ordered vortex hexagonal crystal structure structures, arranging along stripes aligned along the dipole orientation. Illustration: Quantum vortices (Black holes) AG Ferlaino inside a dipolar superfluid forming stripes L. Klaus et al. to appear in Nature Physics, arXiv:2206.12265, 2022
Vom Fundamentalen zum Komplexen
Elektronentransfer zum Kohlendioxid
Rolle von Wasser bei der Aktivierung von Kohlendioxid
Modellsystem: Mg+(CO2)(H2O)n
3 Wassermoleküle werden benötigt, um das äußere
Elektron von Mg+ auf CO2 zu übertragen
Wasser stabilisiert sowohl Mg2+ als auch das gewinkelte,
aktivierte CO2-
AGs Beyer, Ončák
Angew. Chem. Int. Ed. (2020)Vom Fundamentalen zum Komplexen
Eliminierungsreaktionen entschlüsselt
AG Wester
J. Meyer et al., Nature Chemistry (2021)Vom Fundamentalen zum Komplexen
Wechselwirkung langsamer Elektronen mit Biomolekülen
Können Sekundärelektronen bei der Anwendung von Radiosensitizern
genutzt werden, um Krebszellen zu bekämpfen?
AG Denifl
R. Meissner et al., Nature Communications (2019)Vom Fundamentalen zum Komplexen
Quanten- Ionen- Astro-
physik und und
Angewandte Teilchen-
Physik physik
Von ganz kleinen zu ganz großen StrukturenPhysik der ganz großen Strukturen
ESO Instrumentation for the ELT Spectroscopy of blue giant stars
39m Extremely Large
Telescope (ELT)
in Chilean Atacama desert
γ Columbae: detection & description of a
stripped pulsating core of a massive star
data reduction pipeline
development for the
spectroscopic mode of
first-light camera MICADO: Final Design Review 2021 ✓ AG Przybilla
Irrgang et al., Nat. Astron. (2022)Physik der ganz großen Strukturen
Probing the dark universe – extragalactic physics
The Universe is dominated by invisible components: dark
ESA’s Euclid mission matter (~23%) and dark energy (~73%)
Euclid (launch expected in 2023) will be Europe’s leading
cosmology experiment to learn more about dark matter
Research focus of the group: use weak lensing measurements
of galaxy clusters (found by the South Pole Telescope and
eROSITA) to constrain the cosmological model
Credit: ESA
AG Schrabback (since Sept 2022)Drittmittel in der Physik
Austrian Science Fund
ca. 100 Projekte
2018-2022 EU Horizon 2020 Special Research Programme (SFB)
EU Horizon Europe Quantum Information Systems
> 30 Projekte Beyond Classical Capabilities
2018-2022 BeyondC
(ohne ERC) 2019-2023-???Drittmittel in der Physik
ERC Starting Grants ERC Synergy Grant
Philipp Schindler Mathias Scheurer Martin Ringbauer Oriol Romero-Isart
2021-26 2022-27 2022-27 2021-26
ERC Advanced Grants
Christoph Nägerl Christian Roos RW Rudolf Grimm Francesca Ferlaino Hans Briegel
2019-23 2019-23 2021-25 2022-26 2023-27 2023-27Projekte mit lokaler Industrie: K-Regio
Galant:
Entwicklung von hochselektiven Methoden und
industrietauglichen Analysegeräten zur Detektion IONICON Analytik
winziger Verunreinigungen von Reinstgasen CGS Prozessanalytik
Sunplugged
FAENOMENAL: MCI, Bio- und
Gezieltes Steuern des Anwachsens von Zellen auf Lebensmitteltechnologie
medizintechnisch relevanten Oberflächen durch PhysTech Coating Technology
Abscheiden genau definierter Nanoteilchen MED-EL Elektromedizinische
Geräte
SUPREMEbyNANO: Planlicht
Swarovski-Optik
Modifizieren von optischen, biologischen und chemischen Eigenschaften von
Oberflächen für Anwendungen im Bereich der Optik, der Biowissenschaften
und der Umwelttechnologie AGs Beyer, ScheierProjekte mit lokaler Industrie
FFG Innovationscamp S: Wasserstofftechnologie Fünfzehn Tiroler Firmen:
5 Institute unter Federführung der Physik: Fünf Schulungsmodule: • Bernard Gruppe ZT GmbH
• D. Swarovski KG
• Ionenphysik und Angewandte Physik • Grundlagen der • Getzner GmbH & Co OG
(Projektleitung) Wasserstofftechnologie • Innio GmbH
• Physikalische Chemie • Wasserstoff als Energieträger • Koglertec e.U.
• Konstruktion und Materialwissenschaften zur Speicherung • Lukas Bucher
• Infrastruktur • Wasserstoff als grüner • Pfeifer Holz GmbH & Co KG
Energieträger in Industrie, • Phystech Coating GmbH
• Mikrobiologie Mobilität und Gebäudesektor • Plötzeneder GmbH
• S&H Labor
In Zusammenarbeit mit dem • Wasserstofftechnologie in der • Siemens AG
Green Energy Center Europe Praxis
• Sunplugged GmbH
• Erfahrungsaustausch, • Trafag GmbH
Evaluierung von Perspektiven • Twins GmbH
• Tyrolit KGZwei geförderte Doktoratskollegs Doktoratskolleg Atoms, Light, & Molecules (DK-ALM) 2016-2023 als internes DK verstetigt Doctoral Programm Dynamics of Complex Continua (DP DOCC) 2019-2023
Physik für die Öffentlichkeit Innsbruck Physics Lecture, Oktober 2021 Ray Weiss (MIT) Nobelpreis 2017 für Beobachtung von Gravitationswellen
Physik für die Öffentlichkeit
Tag der Physik, April 2022
>200 Schüler:innen aus Tirol, Südtirol, Vorarlberg
Lange Nacht der Forschung – 20. Mai 2022
Straße der Vielfalt – 25. Juni 2022
Aktionstag (Junge Uni) – 30. September 2022
Kinder-Sommer-Uni 2022
Sommertechnikum MINTPhysik für die Öffentlichkeit
Victor Franz Hess-Hütte
„Historic Site“ der European Physical Society (EPS)
Messgerät für
Höhenstrahlung
Victor Franz Hess 1916
de.wikipedia.org/wiki/Victor_Franz_HessÜbersicht
Wer wir sind
Was seit 2018 geschah
Was uns zur Zeit beschäftigt
2028
Was uns bis 2025 erwartetWas uns zur Zeit beschäftigt Lehre und Studiengänge: Neuer Physik-Masterstudiengang seit 2020 Ein flexibler Studiengang, viele Vertiefungen Neuer Physik-Bachelorstudiengang in der Planung Enge Zusammenarbeit mit Studierenden und der StV Physik Bessere Studierbarkeit, Aufwertung der Bachelorarbeit Erweiterungsstudium Scientific Computing
Was uns zur Zeit beschäftigt Klausurtagung des Schwerpunkts (Okt. 2022) Neue kollaborative Großprojekte: mehrere spannende Ideen Integration der neuen Fachdidaktik Physik Weitere Doktoratskollegs, neue Förderanträge Physik-Kolloquium rebooted Neues Teleskop am Hafelkar: Quantenphysik trifft Astrophysik
Was uns zur Zeit beschäftigt Antrag für einen Cluster of Excellence Sprecher: Gregor Weihs Quantum foundations of space, time, and gravity • How can we understand genuine quantum concepts in the framework of general and special relativity? • How far can we push the quantum-classical border, or how does classicality emerge? • What is the role of quantum physics regarding the nature and arrow of time?
Was uns zur Zeit beschäftigt
Zusammenarbeit mit benachbarten Schwerpunkten
MIP-Tag als Erweiterung des Tags der Physik
Neues Quantum Computing Projekt mit FSP Scientific Computing
Nachbesetzungen
Professuren Läuchli und Kraus vakant
Emeritierungen in den nächsten sechs Jahren
Blatt, Zoller, Grimm, Briegel, Ritsch
Gelegenheiten für strategische Berufungen exzellenter Köpfe!Übersicht
Wer wir sind
Was seit 2018 geschah
Was uns zur Zeit beschäftigt
2028
Was uns bis 2025 erwartetPhysik braucht Infrastruktur
Das neue Haus der Physik!
2028 möchten wir einziehen!Danke für die Aufmerksamkeit!
Fragen?
Forschungsschwerpunkt Physik
Leitung: Roland Wester
Referentin: Sabine Hofer
www.uibk.ac.at/sp-physik/Sie können auch lesen
