Renommierter ERC Synergy Grant „UnMySt“ für die Theorieabteilung der MPSD

14. November 2024

Foto: MPSD

Die Erkenntnisse von Angel Rubio's Team werden für das UnMySt Synergy Project von entscheidender Bedeutung sein.

MPSD-Direktor Angel Rubio hat zusammen mit einem Team weltbekannter Wissenschaftler - Tal Schwartz (Universität Tel Aviv), Thomas Ebbesen (Universität Straßburg) und Abraham Nitzan (Universität Pennsylvania) - einen hoch dotierten ERC-Synergy Grant im Wert von 10 Millionen Euro erhalten. Mit diesen Mitteln wird ihre Forschung zu elektromagnetischen Effekten in molekularen Systemen bei starker Licht-Materie-Kopplung unterstützt, ein Gebiet, das in der Chemie und Quantenphysik eine Vorreiterrolle spielt.

Kein anderer Forschungspreis in Europa ist so renommiert und so hoch dotiert wie die Synergy Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) und wird ausschließlich auf der Grundlage wissenschaftlicher Exzellenz vergeben. Dieser Grant unterstützt ausschließlich Projekte, die nur durch die interdisziplinäre und gemeinsame Anstrengung von zwei bis vier leitenden Forschenden erreicht werden können, die ein besonders anspruchsvolles und potenziell bahnbrechendes Forschungsziel verfolgen. Das Projekt „Unravelling the Mysteries of Vibrational Strong Coupling“ (UnMySt) erhielt für eine Laufzeit von sechs Jahren 10 Millionen Euro.

UnMySt vereint führende experimentelle und theoretische Forschungsgruppen und wird von Tal Schwartz an der Universität Tel Aviv in Israel koordiniert. Das Team der Principal Investigators setzt sich aus Abraham Nitzan von der University of Pennsylvania (USA), Thomas Ebbesen von der Universität Straßburg (Frankreich) und Angel Rubio vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Deutschland, der im Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter" forscht, zusammen. In Hamburg wird Rubios Team durch Michael Ruggenthaler, Gruppenleiter am MPSD und ebenfalls Forscher im Cluster, und Dominik Sidler, MPSD-Gruppenleiter am Paul-Scherrer-Institut in der Schweiz, verstärkt.

Forschung im aufstrebenden Feld der Polaritonenchemie

Der wissenschaftliche Kontext von UnMySt liegt im aufstrebenden Feld der Polaritonenchemie, die Chemie mit Quanten-Elektrodynamik in optischen Kavitäten verbindet. Durch die Kontrolle der Quanteneigenschaften des Lichtfeldes können die traditionellen Regeln der Chemie beeinflusst und neue chemische Effekte erzeugt werden. Die Abteilung von Rubio konzentriert sich auf die Theorie und Modellierung elektronischer und struktureller Eigenschaften in kondensierter Materie und die Entwicklung neuer theoretischer Werkzeuge und Simulationssoftware, um zu untersuchen, wie Materialien auf die Kopplung mit elektromagnetischen Feldern reagieren. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf quantisierten elektromagnetischen Felder und darauf, wie die quantisierte Natur des elektromagnetischen Feldes zur Steuerung von Materialeigenschaften genutzt werden kann. Dieses Wissen wird entscheidend für das UnMySt Synergy-Projekt sein, und das MPSD-Team wird besonders durch seine Expertise in der mathematischen (Michael Ruggenthaler) und theoretischen (Dominik Sidler) Modellierung solcher neuartigen Licht-Materie-Kopplungen beitragen.

Laut den Projektleitern in Hamburg zielt das UnMySt-Projekt darauf ab, zu erklären, wie maßgeschneiderte elektromagnetische Umgebungen chemische und physikalische Prozesse in molekularen Systemen unter Bedingungen der „starken Licht-Materie-Kopplung“ beeinflussen können. Die Forscher erwarten, dass ihre Arbeit die theoretischen Grundlagen zu dieser neuartigen Wechselwirkungen liefert und den Grundstein für bahnbrechende Fortschritte in der Chemie und Materialwissenschaft legt.  

Diese Auszeichnung ist der dritte ERC Grant für Angel Rubio, nach zwei vorherigen ERC Advanced Grants: „DYNamo“ (2011–2016) und „QSpec-NewMat“ (2016–2021). Der ERC wählte 57 Projekte aus 548 Vorschlägen aus (eine Erfolgsquote von 10,4 %), um insgesamt 571 Millionen Euro zu vergeben. Die Förderung deckt eine breite Palette komplexer wissenschaftlicher Herausforderungen in 24 Ländern Europas und darüber hinaus ab und zeigt das Ziel des ERC, herausragende Forschung zu unterstützen und Innovationen anzustoßen. Text: MPSD, red.