16 17 ct.qmat ct.qmat Quanten- magnetismus Quantum Magnetism Neuartige Zustände im Fokus: Die Wissenschaftler:innen von ct.qmat fahnden nach magnetischen Verbindungen, die überraschende Phänomene aufweisen und nach noch unbekannten Prinzipien funktionieren. Ein Beispiel sind Spinflüssigkeiten. Das sind grundlegend neue Materiezustände von topologischen Quantenmagneten, die keine offensichtliche Ordnung aufweisen. Möglicherweise eröffnen sie andersartige Wege, elektrische Felder an Magnetismus zu koppeln – dies wäre ein Ansatzpunkt für Zukunftstechnologien. Bevor konkrete Anwendungen entstehen können, ist aber viel Grundlagenforschung nötig. Zunächst müssen die Forschenden die Gesetzmäßigkeiten ermitteln, nach denen sich solche komplexen physikalischen Systeme organisieren. Wissenschaft vom Papierfalten: Eine Verallgemeinerung der Spinflüssigkeit wird mathematisch durch die gleiche Theorie Focus on novel states: At ct.qmat, researchers are on a quest to identify magnetic compounds that exhibit unexpected phenomena and operate based on previously undiscovered principles. One example is spin liquids – radically new states of matter in topological magnets, seemingly devoid of any discernible order. Spin liquids could revolutionize the way we link electric fields to magnetism, laying the groundwork for new technologies. Yet, there’s a significant amount of fundamental research to be done before tangible applications can be developed. First of all, researchers must decipher the laws governing such intricate physical systems. Auf der Suche nach „neuer Physik“ In Search of “New Physics” AREA A B C D Ein flaches Blatt kann nur entlang einer geraden Linie gefaltet werden, ohne dass zusätzliche Knicke oder Risse entstehen. A flat sheet of paper can only be folded along a straight line without creating additional creases or tears. beschrieben wie gefaltetes Papier. So stellt man beim Basteln eines Papierfliegers fest, dass sich ein Blatt nur entlang einer geraden Linie sauber falten lässt. Versuche, entlang einer Kurve zu falten, führen schlimmstenfalls zum Riss. Analog dazu gibt es Teilchen – sogenannte Fraktonen – die sich im dreidimensionalen Raum nicht frei, sondern nur in eine Richtung bewegen können. Eine solche eingeschränkte Bewegung existiert auch bei Spinflüssigkeiten höherer Ordnung. #Grundlagen erweitern: Das Exzellenzcluster ct.qmat forscht nach exotischen Materiezuständen für noch unbekannte Anwendungen. #Expanding theoretical fundamentals: ct.qmat delves into exotic states of matter for yet-to-be-discovered applications. Science from folding a piece of paper: Spin liquidity, in a broader sense, is mathematically analogous to folding paper. When making a paper airplane, a sheet of paper can only be folded neatly along a straight line. Attempting a curved fold results in creasing or even tears. Similarly, certain particles known as fractons are restricted in their movement in three-dimensional space and can only move in one direction. Such limited mobility is also a characteristic of higher-order spin liquids. Frakton Fracton
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