Exotische Quantenzustände in Festkörpern: Neue Entdeckung in der Universität Bonn

Sich abstoßen – und trotzdem zusammenhalten — Die unerwartete Entdeckung an der Universität Bonn

Die Physiker:innen der Universität Bonn haben kürzlich eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die die bisherigen Vorstellungen von Materie grundlegend verändert. Entgegen der gängigen Annahmen konnte ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Corinna Kollath einen hochangeregten Quantenzustand der Materie in einem Festkörper nachweisen, der durch abstoßende Kräfte zusammengehalten wird. Diese Entdeckung ist nicht nur von wissenschaftlicher Bedeutung, sondern könnte auch weitreichende Auswirkungen auf die zukünftige Forschung im Bereich der Quantenphysik haben.

Die spezielle Verbindung, in der dieser unerwartete Quantenzustand beobachtet wurde, ist BaCo2V2O8. Durch die Anregung der Elektronenspins mit Terahertz-Lichtwellen und einem extrem hohen Magnetfeld konnten die Forschenden zusätzlich zu den bekannten niederenergetischen Magnonen auch Zwei-Magnon- und Drei-Magnon-Zustände als hochenergetische Anregungen identifizieren. Diese gebundenen Zustände, die durch abstoßende Wechselwirkungen entstehen, stellen eine völlig neue Klasse von Materie dar und werfen ein neues Licht auf die Komplexität von Festkörpern.

Prof. Dr. Corinna Kollath betont die Bedeutung dieser Entdeckung als den „ersten prinzipiellen Beweis dafür, dass abstoßend gebundene Zustände in einem Festkörpersystem beobachtet werden können“. Diese Erkenntnis eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Erforschung komplexer Quantensysteme und könnte einen Wendepunkt in der Quanteninformatik darstellen. Es wird jedoch noch einige Jahre dauern, bis die potenziellen Anwendungen dieser Entdeckung vollständig erforscht und verstanden werden.

Die Untersuchung an der Universität Bonn zeigt, dass die Natur noch immer in der Lage ist, uns mit überraschenden und faszinierenden Phänomenen zu überraschen. Die Zusammenarbeit von Expert:innen aus verschiedenen Ländern und Disziplinen hat es ermöglicht, ein neues Kapitel in der Physik zu eröffnen und unsere Vorstellung von Materie zu erweitern. Diese Entdeckung wird zweifellos dazu beitragen, dass die Universität Bonn weiterhin zu den führenden Institutionen auf dem Gebiet der Quantenphysik gehört.