Am 14. April 2025 wird das neue Forschungszentrum „Marburger Zentrum für Quantenmaterialien und Nachhaltige Technologien“ (mar.quest) an der Philipps-Universität Marburg eingeweiht. Dieser Termin fällt auf den internationalen Tag der Quanten und markiert einen bedeutenden Schritt in der Erforschung von Quantenmaterialien sowie nachhaltigen Technologien. Das Zentrum bündelt über 20 Arbeitsgruppen aus den Fachbereichen Physik und Chemie, um innovative Grundlagenforschung zu betreiben, die sich auf neuartige Energiematerialien, Halbleiter und kohlenstoffbasierte Materialien konzentriert. Ziel des Zentrums ist es, nicht nur Fortschritte in der Wissenschaft zu erzielen, sondern auch die Lehre in diesen zukunftsträchtigen Bereichen zu stärken und neue Studiengänge zu fördern.
Ein zentrales Forschungsthema sind Exzitonen, neuartige Quasiteilchen, deren Eigenschaften von der Quantenmechanik beeinflusst werden. Die Untersuchung dieser Teilchen könnte bedeutende Fortschritte in der Materialwissenschaft und darüber hinaus ermöglichen. In diesem Kontext zeigt sich, wie Quantenphysik in verschiedenen Technologien Anwendung findet, etwa in Computerchips, Solarzellen, energiesparenden LEDs und medizinischen Verfahren. Weitere vielversprechende zukünftige Technologien, die auf diesen Forschungen basieren könnten, sind Quantencomputing, Quantenkryptographie, Quantenmetrologie und sogar ein Quanteninternet.
Forschungsschwerpunkte
Das Forschungszentrum mar.quest zielt darauf ab, interdisziplinäre Zusammenarbeit und Synergien zwischen unterschiedlichen Fachrichtungen zu fördern. In diesem Sinne erforscht das Institut Materialien, deren Eigenschaften tief in der Quantenmechanik verwurzelt sind, wie Quantenmagneten, unkonventionelle Supraleiter und stark korrelierte Elektronensysteme. Jüngste Arbeiten haben interessante Einblicke in die Supraleitung und die verschiedenen Ordnungsmuster in Übergangsmetalloxiden gegeben, was die Relevanz von mar.quest für die aktuelle Forschung unterstreicht.
Ein wesentlicher Bereich betrifft die Untersuchung exotischer Quantenzustände, wie Quanten-Spin-Flüssigkeiten, sowie die Effekte von Quantenfluktuationen in stark frustrierten Magneten. Dazu setzt das Zentrum Methoden wie Pulversynthese, Kristallzüchtung und die Charakterisierung makroskopischer Eigenschaften ein. Zusammen mit einer klaren Ausrichtung auf die Lehre stellt mar.quest eine Plattform dar, die sowohl Forschung als auch Ausbildung zukünftiger Forscher*innen fördert.
Kooperationsansätze und Zukunftsperspektiven
Über die universitären Grenzen hinaus ist das Zentrum auch Teil von größeren Initiativen in der Quantentechnologie. Helmholtz Quantum ist eine Plattform, die Quantentechnologien vorantreibt und dabei nationalen sowie europäischen Partnern in Hochschulen, Forschungseinrichtungen und der Industrie zusammenbringt. Auf diese Weise verbindet mar.quest Grundlagenforschung mit der Entwicklung innovativer Lösungen in Datensicherheit, Materialforschung und Sensortechnologie.
Insgesamt sind die Rahmenbedingungen für eine robuste Entwicklung von Quantentechnologien geschaffen. Mit starkem Fokus auf Forschungsinfrastruktur und interdisziplinärer Zusammenarbeit beabsichtigt mar.quest, nicht nur als Vorreiter in der Quantenforschung zu agieren, sondern auch bedeutende Impulse für die nachhaltige Entwicklung unserer Gesellschaft zu geben. Veranstaltungen wie der Girl’s Day, das Uni Sommerfest und der Materialforschungstag sind geplant, um das Zentrum in der breiten Öffentlichkeit vorzustellen und weitere Talente für die Quantenforschung zu begeistern.
