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Forschungsbereiche und Kooperationen

Bildnachweis: © Sebastian Standop

An vier Instituten werden aktuelle Fragen in den Bereichen Astronomie, experimentelle Festkörperphysik, Kernphysik und theoretische Physik untersucht. Informationen zu den Forschungsarbeiten der einzelnen Gruppen finden sich auf den Seiten der Institute.

In enger Zusammenarbeit zwischen theoretischer Physik und Molekulargenetik beschäftigt sich dieser SFB mit fundamentalen Fragen der Biologie: Wie übersetzt sich genomische Information durch regulatorische Wechselwirkungen zwischen Genen in biologische Funktionen? Wie evolvieren diese Wechselwirkungen? Auf welche Weise fuehrt diese Evolution zu Adaption und Innovation? Dies beinhaltet viele interessante Fragen statistischer Physik, angewandt auf Genome, Moleküle und Netzwerke.

Within QM2, researchers of mathematics, experimental and theoretical physics, anorganic and physical chemistry and crystallography collaborate to unravel the properties of quantum matter. QM2 is supported by the excellence initiative.

Im SFB 956 werden beobachtende, theoretische und Laborastrophysik mit der Entwicklung neuster astronomischer Instrumentierungstechnik verknüfpft um die Bedingungen und Auswirkungen der Sternentstehung auf das interstellare Medium (ISM) zu untersuchen. Der SFB 956 liefert das grundlegende Verständnis der Bedingungen der Sternentstehung und etabliert ein breites internationales wissenschaftliches Netzwerk.

The CRC will consolidate Cologne as a leading international center within quantum condensed-matter physics. Our vision is to discover, understand, and control novel collective phenomena in quantum materials arising from the interplay of spin-orbit coupling, correlations, and topology. The resulting advances in materials science are a  strong driver of technological innovations and thereby shape our daily life.

Complex quantum systems may realize entangled states, i.e. superpositions of fundamentally distinct physical states at the same time. For example, where the bits of a classical computer can only assume two mutually exclusive values ‘on’ and ‘off’, a quantum bit can be in a simultaneous superposition of an ‘on’ and an ‘off’ state. As a consequence, a multi-bit ‘quantum computer’  would be able to process information in ways far more powerful than what is classically possible today. Quantum superpositions, however, are highly vulnerable to environmental perturbations such as radiation, noise, or other sources of quantum wave decoherence — the main reason why such type of quantum information processing has not become a reality yet.

The mission of CRC 183 is to overcome these challenges within the context of condensed matter physics. A salient feature of entangled quantum matter is that the large number of atomistic constituents forming a solid may mutually protect each other against the detrimental effects of decoherence. Within CRC 183 we do research on these protective mechanisms, their implications in quantum information theory, and the ensuing perspectives in the design and realization of quantum devices. The long term agenda of the project is to work towards the realization of solid state quantum information devices.