Dragonics

Die Transportphysik ist ein Wissenschaftsbereich, der sich mit dem Verständnis der komplexen Dynamik von Teilchen unter dem Einfluss eines äußeren Feldes befasst. In Systemen aus kondensierter Materie gibt die Untersuchung der Transportphänomene Aufschluss über die verschiedenen konkurrierenden fundamentalen Wechselwirkungen zwischen den Teilchen, aus denen sie bestehen. Über diese Wechselwirkungen tauschen die Teilchen Energie und Impulse aus und entwickeln infolgedessen endliche Lebensdauern. Transportmessungen und -berechnungen sind daher wichtige Sonden zur Untersuchung der Natur der verschiedenen Quasiteilchen und kollektiven Anregungen in Systemen aus kondensierter Materie.
Ein tiefes Verständnis der Transportphysik ist auch die Voraussetzung für die Entwicklung von Quantenmaterialien für verschiedene Anwendungen wie Thermoelektrik, Wärmemanagement und Fotovoltaik. Um unser Verständnis von Transportphänomenen zu vertiefen, schlage ich hier vor, drei Aspekte dieses Themas zu bearbeiten, die bisher noch nicht gründlich ab initio (d. h. parameterfrei) untersucht wurden. Im Rahmen dieses Projekts werde ich zum ersten Mal die erforderlichen Berechnungswerkzeuge entwickeln und den Coulomb-Widerstand, den Magnetodrag und das Elektron-Phonon-Fluid untersuchen - drei Transportphänomene in kondensierter Materie, die zusammen zu einer neuen Physik führen können. Meine Arbeit wird die Bedingungen klären, unter denen diese Phänomene in realen Materialien auftreten.
Ich stelle mir vor, dass die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Erkenntnisse eine noch nie dagewesene Kontrolle über die Eigenschaften von Materialien ermöglichen und ein neues Forschungsgebiet eröffnen werden, das ich Dragonics nenne. Im Verlauf der hier vorgeschlagenen Arbeit werde ich eine übergreifende wissenschaftliche Frage beantworten:
Was veranlasst bestimmte Materialien, starke Widerstandsphänomene zu zeigen?
Dieses Projekt hat eine Laufzeit von 72 Monaten und verfolgt 4 Ziele. Durch die Entwicklung der erforderlichen Berechnungswerkzeuge und die Durchführung von Berechnungen an realen Materialien werden wir
1. verstehen, unter welchen Bedingungen die starken Elektron-Phonon-Coulomb-Widerstandseffekte auftreten;
2. verstehen, unter welchen Bedingungen die starken Magnetowiderstandseffekte auftreten
3. verstehen, unter welchen Bedingungen der Elektron-Phonon-Flüssigkeitstransport auftritt; und
4. Bereitstellung einer freien/offenen Ab-Initio-Transport-Software für die Forschungsgemeinschaft.
Unsere Arbeit wird eine noch nie dagewesene Kontrolle über die Transporteigenschaften von Materialien ermöglichen und sich möglicherweise auf Anwendungen zur Energiegewinnung und zum Wärmemanagement auswirken sowie den Übergang der Gesellschaft zu sauberer Energie unterstützen.