Institut für Theoretische Physik

Wissenschaftliches Profil

Nichtgleichgewichtsphänomene führen zu vielen faszinierenden Effekten in diversen Gebieten der Physik. Hierbei treten oft erstaunliche Parallelen zwischen ganz verschiedenen Disziplinen auf: So weisen ultrakalte Atome oder Ionen in Fallen sehr ähnliche Mechanismen auf wie Elektronen oder Phononen in Festkörpern. Weiterhin gibt es enge Parallelen zwischen der (bisher nur vorhergesagten) Erzeugung von Elektron-Positron-Paaren in extrem starken Laser-Feldern und anderen Effekten wie der Kernfusion oder dem dielektrischen Durchbruch in Halbleiter-Dioden. Auf einer ganz anderen Skala haben Effekte in extremen Umgebungen, wie um ein schwarzes Loch oder im frühen Universum, interessante Analogien zu Labor-Systemen, z. B. ultrakalte Atome oder Ionen in Fallen.

Das Institut für Theoretische Physik am HZDR erforscht derartige Nichtgleichgewichtsphänomene mit vorwiegend analytischen Methoden. Schwerpunkte sind dabei unter anderem die Physik starker Felder (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Strahlenphysik), die faszinierenden Eigenschaften des „Wundermaterials“ Graphen (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung), sowie stark korrelierte Systeme (was Anknüpfungspunkte zum Hochfeld-Magnetlabor Dresden bietet).

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Kollaborationen

• Technische Universität Dresden
• Helmholtz-Institut Jena
• Universität Duisburg-Essen
• Quantum Simulators for Fundamental Physics

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Aktuelles

• Schule für Quantum Sensors for Fundamental Physics
• Experiment zur Vakuumdoppelbrechung

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Laufende Drittmittelprojekte

• Sonderforschungsbereich 1242: Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne