Ziele

Die Phänomene der Quantenmechanik dominieren die Grundlagenforschung in weiten Bereichen der Physik und der Chemie. Auf Grund enormer Fortschritte in der Strukturierung, Manipulation und Analyse auf atomarem Maßstab rücken kontrollierbare Quantenphänomene auch für technologische Anwendungen in das Zentrum des Interesses.

In den Fachbereichen Physik und Chemie an der Universität Tübingen beschäftigen sich eine Reihe von Arbeitsgruppen mit diesem Gebiet. Die Mitglieder des CQ, die bereits in der Vergangenheit in verschiedenen Zusammensetzungen gemeinsame Projekte verfolgten, etwa im Rahmen mehrerer Landesforschungsschwerpunkte, haben sich zum Ziel gesetzt, ihre vorhandenen Expertisen weiter zu bündeln und auszubauen, um in engem Zusammenspiel zwischen Theorie und Experiment die Erforschung kollektiver Quantenphänomene voranzutreiben und für die Entwicklung neuartiger Messmethoden nutzbar zu machen.

Die beteiligten Gruppen können nicht nur ihre jeweiligen Methoden (Nanostrukturierung, Oberflächensensorik, Quantenoptik) mit Synergie verbinden, sondern wollen insbesondere auch Hybridsysteme realisieren, die etwa Festkörperbauelemente und ultrakalte Atome kombinieren. So werden supraleitende Quantensysteme mit ultrakalten Atomen gekoppelt, um einerseits fundamentale Fragen aus der Grundlagenforschung zu studieren, und um andererseits neuartige hochsensible Messsysteme zu entwickeln mit Anwendungen, die von der Erforschung der dunklen Materie über aktuelle Fragen der Oberflächenphysik bis hin zur Entwicklung empfindlicher Gravitometer und Sensoren für Inertialkräfte (Rotationen, Beschleunigungen) reichen. Beispiele sind Kryodetektoren für Elementarteilchen, aber auch Materiewellen-Holographie von strukturierten Oberflächen mit Bose-Einstein-Kondensaten. Durch diese Spannweite erhält das Forschungszentrum CQ einen starken interdisziplinären Charakter mit Verbindungen von der Kosmologie bis zur physikalischen Chemie.