D-PHYS News

Forscher des Labors für Festkörperphysik der ETH Zürich fanden Hinweise darauf, dass zweischichtige Graphen-Quantenpunkte eine vielversprechende neue Art von Quantenbits beherbergen könnten, die auf sogenannten Tal-Zuständen basieren.

Die Goldene Eule geht dieses Jahr an Klaus Ensslin für Lehrveranstaltungen am Departement Physik. Der Verband der Studierenden der ETH Zürich (VSETH) verleiht diese Auszeichnung seit Jahren an Dozierende, die ihren Studierenden eine erstklassige Lehre bieten.

ETH-Forschende haben einen Kristall in einen Quanten-Überlagerungszustand versetzt und gemessen, wie lange Quanteneffekte in den Schwingungen des Kristalls andauerten. Solche Messungen sind wichtig, um Obergrenzen für mögliche Modifikationen der Quantentheorie zu finden, die erklären könnten, warum wir im Alltag kein Quantenverhalten sehen.

Der Neugierde freien Lauf lassen, tausend Fragen stellen und Neues lernen. Am 17. Juni 2022 empfing das Departement Physik der ETH Zürich viele tausend Gäste zum sommerlichen Fest der Wissenschaft auf dem Campus Hönggerberg, der Nacht der Physik 2022.

Systeme, in denen die mechanische Bewegung auf der Ebene einzelner Quanten gesteuert wird, entwickeln sich zu einer vielversprechenden Plattform für Quantentechnologien. Eine neue experimentelle Arbeit zeigen nun, wie die Quanteneigenschaften solcher Systeme gemessen werden können, ohne den Quantenzustand zu zerstören – eine wichtige Voraussetzung für die Erschliessung des vollen Potenzials mechanischer Quantensysteme.

Wissenschaftlerinnen in der Photonenforschung sprechen über ihre Forschung und den Einfluss ihrer Arbeit. Aus der Perspektive der Nachwuchswissenschaftlerin bis hin zur etablierten Forscherin sprechen sie auch über notwendige Fähigkeiten, Karriereschritte und Vorbilder. Sie sind Mitglieder der Schweizerischen Gesellschaft für Photonenforschung, welche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den verschiedenen Bereichen der Photonenforschung vertritt und unterstützt.

Die erste praktische Demonstration eines Ansatzes, der das Standardparadigma der Rastersondenmikroskopie umkehrt, bringt die Aussicht auf Kraftmessungen an der Grenze des physikalisch Möglichen.

Yiwen Chu erforscht neue Möglichkeiten, um Quantentechnologien zu verbinden. Das Ziel der Forscherin ist ein Quantentelekommunikationsnetz für den Austausch und die Speicherung von Quanteninformationen.

Zwei Forschungsprojekte mit Beteiligung der ETH Zürich haben einen der hochdotierten ERC Synergy Grants erhalten, darunter ein Projekt des ETH-Physikers Klaus Ensslin und drei Kollegen in Frankreich, Kanada und Israel, die auf die Messung der Entropie und anderer thermodynamischer Eigenschaften korrelierter Quantenzustände in mesoskopischen Systemen hinarbeiten werden.

Bei der diesjährigen Vergabe der ERC Starting Grants an Nachwuchsforschende war die ETH erneut sehr erfolgreich: Der europäische Forschungsrat (ERC) fördert 12 für die ETH eingereichte Projekte mit insgesamt 21,4 Mio Franken, darunter jene der Physikerinnen Yiwen Chu und Judit Szulagyi.

In einer kombinierten theoretischen und experimentellen Arbeit beschreiben und demonstrieren ETH-Forschende einen neuartigen Mechanismus für Elektronenoptik in zweidimensionalen Festkörpersystemen. Die Entdeckung eröffnet neue Wege zur Erkundung von quantenoptischen Phänomenen in einer Vielzahl von Materialien und elektronischen Bausteinen.

Wenn die Labortür geschlossen bleiben muss: «ETH Globe» hat bei Forschenden des Departements Physik nachgefragt, wie Wissenschaft im Homeoffice funktioniert.

Guillaume Schiltz, Dozent und Lehrspezialist am Laboratorium für Festkörperphysik, im ETH Ambassadors Blog über Kaffeepausen vor und nach dem 16. März 2020.

Materialien, die topologische elektronische Eigenschaften und Quantenmagnetismus vereinen, sind von grossem Interesse, weil sich in ihnen vielseitige Quanten-Vielteilchenphysik entfaltet und hinsichtlich möglicher Anwendungen in elektronischen Bauteilen. Für ein solches Material haben ETH-Physiker nun den mikroskopischen Mechanismus etabliert, der Magnetismus und elektronische Bandtopologie verbindet.

Insgesamt 19 neue Professorinnen und Professoren hat der ETH-​​Rat an seiner letzten Sitzung auf Antrag von ETH-​​Präsident Joël Mesot ernannt. Darunter sind fünf Ernennungen am Departement Physik.

Das «Swiss Young Physicists' Tournament» ist ein Physikwettbewerb für physikbegeisterte Schülerinnen und Schüler aus der ganzen Schweiz. Alisa Miloglyadova war vor kurzem noch eine dieser Schülerinnen und führt jetzt – zusammen mit dem Physiklehrer Patrik Weber – zwanzig neue Teilnehmende im Rahmen der SYPT Physics Week auf den Campus Hönggerberg der ETH Zürich. Dort bieten Forschende den Interessierten einen breiten Einblick ins Departements Physik.

Vom internationalen Frauentag im März 2019 bis März 2020 porträtiert die Stelle für Chancengleichheit an der ETH Zürich «Equal!» eine neue Serie mit 12 Porträts von Assistenzprofessorinnen. Sie kommen aus verschiedenen Forschungsfeldern, verschiedenen Ländern und sind unterschiedliche Persönlichkeiten. In ihrer Diversität bereichern sie die ETH Zürich.

In sogenannten Polaritonen sind Licht- und Materiezustände stark miteinander gekoppelt. Die Gruppe von Ataç İmamoğlu hat nun einen neuen Ansatz entwickelt, um nichtlineare optische Eigenschaften solcher "Quasiteichen" in stark korrelierten elektronischen Zuständen zu untersuchen. Sie eröffnen damit neue Perspektiven sowohl für die Photonik wie auch für die Erforschung von exotischen Vielteilchenzuständen.

Drei Einheiten der ETH Zürich Hönggerberg haben das erste Mal gemeinsam eine Tour für 40 Schülerinnen und Schüler des Lyzeums Kallipolis in Piräus und ihre Lehrkräfte organisiert. Damit hatten die Gäste einen schönen Einblick in den Forschungsstandort ETH Hönggerberg erhalten. Vorab eine Einführung zur ETH Zürich und anschliessend wahlweise Führungen durch die Departemente Biologie und Physik.

ETH-Forschende haben bei der Vergabe von ERC Grants ausgezeichnet abgeschnitten: Zehn Consolidator Grants in der Höhe von 24 Millionen Franken konnten sie für ihre Forschung einwerben. Unter den Ausgezeichneten sind die drei Physiker Paolo Crivelli, Christian Degen und Jonathan Home.  

Als Teil seines Themenfokus "Aufbruch ins Ungewisse — Wie Grundlagenforschung Optionen für die Zukunft schafft" berichtet ETH Globeüber die Beiträge von ETH-Physikern zum Gebiet des Quantenrechnens, und zu anderen Gebieten, in denen Grundlagenforschung bereits Langzeitwirkung zeigte.

Ein in der Gruppe von Werner Wegscheider gefertigtes Halbleiterelement hat die Grundlage geschaffen für eine Quantensimulation des sogenannten Fermi–Hubbard-Modells, ein Schlüsselkonzept in der Festkörperphysik. Dieser Fortschritt in der experimentellen Erforschung der Quanten-Vielteilchenphysik basierend auf einem Halbleitermaterial wurde in der Zeitschrift Nature publiziert.

In einer Zusammenarbeit haben drei Gruppen im Departement Physik ein Instrument geschaffen, das die Quantenzustände von Licht und Materie stark koppelt. Dieses Hybridsystem eröffnet neue Möglichkeiten, die Vorteile verschiedener Quantenplattformen zu kombinieren — und damit eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.

20 junge physikbegeisterte Schülerinnen und Schüler haben auf Anfrage des Vereins "Pro IYPT-CH" Einblicke in zwei grosse Laborkomplexe des Departements Physik erhalten: Im Laboratorium für Festkörperphysik in die Labors der Gruppe für neuartige Halbleiter-Quantenmaterialien und im Institut für Teilchenphysik ins Labor für Ionenstrahlphysik.

Auf Antrag von ETH-Präsident Lino Guzzella hat der ETH-Rat eine Professorin und zwei Professoren ernannt sowie fünf Professorentitel verliehen, darunter an Christian Degen, neu ausserordentlicher Professor für Spinphysik, und an Aude Gehrmann-De Ridder und Vadim Geshkenbein, neu Titularprofessoren am Departement Physik.

ETH-Physikprofessor Andreas Vaterlaus, Prorektor für Curriculumsentwicklung, und Daniel Halter, Leiter der Abteilung für Lehrentwicklung und Technologie, sprechen über die Weiterentwicklung der Lehre an der ETH.

Am EU-Projekt über Graphen forschen auch ETH-Physiker rund um Klaus Ensslin mit.