Vom Quantenchaos in Richtung Quantengravitation

DFG fördert Prof. Dr. Klaus Richter im Reinhart Koselleck-Programm

6. April 2021

Foto: © DPG / Heupel 2017

Professor Dr. Klaus Richter vom Institut für Theoretische Physik der Universität Regensburg wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft ein Reinhart Koselleck-Projekt mit einer fünfjährigen Laufzeit und einem Fördervolumen von 750.000 Euro bewilligt. Reinhart Koselleck-Projekte sollen einen Rahmen für besonders innovative und im besten Sinne risikoreiche Forschung bieten. Im Zentrum des Projektes mit dem Titel "Many-Body Quantum Processes at the Edge of Chaos: From Non-Equilibrium Thermodynamics towards Quantum Gravity" steht die Frage, ob man eine Brücke spannen kann zwischen zwei bisher völlig getrennten Forschungsgebieten: zum einen der Physik des Quantenchaos und zum anderen Theorien zur Quantengravitation, die versuchen Gravitation und Quantenphysik zu verknüpfen.

Chaos in der klassischen Physik kennt man beispielsweise unter dem Begriff „Schmetterlingseffekt“: es ist oft unvorhersehbar, wie sich beliebig kleine Störungen der Anfangsbedingungen eines Systems auf dessen Entwicklung auswirken, also ob beispielsweise der Flügelschlag eines Schmetterlings in Brasilien einen Tornado in Texas auslösen kann. Quantenchaos beschäftigt sich unter anderem mit der Frage, ob korrespondierende „Quanten-Schmetterlingseffekte“ existieren: Wie schnell breitet sich die durch Messung bedingte Störung in einem Quantensystem, zum Beispiel einem Gas aus ultrakalten Atomen, aus? Derartige Fragen, wie robust komplexe Quantensysteme auf Störungen durch die Außenwelt reagieren, sind unter anderem für das hochaktuelle Forschungsfeld des Quantum Computing essentiell. In den letzten Jahren haben sich nun erstaunliche Parallelen aufgetan zwischen Quantenchaos-Aspekten in den oben genannten Vielteilchen-Quantensystemen und theoretischen Zugängen zur Quantengravitation in der Kosmologie, die ähnliche Quanten-Schmetterlingseffekte implizieren. Gelänge es hier – wie im Koselleck-Projekt avisiert – eine Brücke zu schlagen, so ließen sich vielleicht zukünftig Aspekte kosmologischer Prozesse in korrespondierenden Laborexperimenten an den erwähnten Atomgasen oder speziellen, festkörperbasierten Quantenmaterialien studieren, wie sie auch von anderen Arbeitsgruppen in der Fakultät für Physik in Regensburg untersucht werden.

Professor Dr. Klaus Richter, geboren 1962 in Kiel, studierte in Kiel und Freiburg Physik und promovierte 1991 an der Universität Freiburg. Anschließend forschte er von1992 bis 1994 als Postdoktorand an der Universität Paris Sud und war danach wissenschaftlicher Assistent an der Universität Augsburg, wo er sich 1998 habilitierte. Nach der Leitung einer Arbeitsgruppe am MPI für Physik komplexer Systeme in Dresden von 1996 bis 2001 hat er seit genau 20 Jahren einen Lehrstuhl für Theoretische Physik an der Universität Regensburg inne und ist seit 2017 Sprecher des Sonderforschungsbereichs Emergente Relativistische Effekte in der Kondensierten Materie.

Weitere Informationen

Laut Deutscher Forschungsgemeinschaft stehen Reinhart Koselleck-Projekte der DFG für mehr Freiraum für besonders innovative Forschung. Durch besondere wissenschaftliche Leistung ausgewiesenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern soll die Möglichkeit eröffnet werden, in hohem Maße innovative und im positiven Sinne risikobehaftete Projekte durchzuführen.
⇒ https://www.dfg.de/foerderung/programme/einzelfoerderung/reinhart_koselleck_projekte

Zur Homepage von Professor Dr. Klaus Richter

Prof. Dr. Klaus Richter
Institut für Theoretische Physik
Universität Regensburg
Telefon: 49 941 943-2029
E-Mail: klaus.richter@ur.de