24. januar 2019

Fire, unge forskere på Niels Bohr Institutet modtager Villum Young Investigator bevillinger

Bevilling

Fire unge forskere, Matthias Wilhelm, Christa Gall, Michele Burrello og You Zhou modtager Villum Young Investigator bevillinger.

Matthias Wilhelm
Termodynamikken bag den stærkt forbundne kvantefeltteori
Matthias Wilhelm, postdoc i gruppen Teoretisk partikelfysik og kosmologi ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, modtager 10 mio. kr til projektet: Thermodynamics of Strongly Coupled Quantum Field Theories.

I de første, meget varme brøkdele af et sekund vort univers eksisterede, var elementarpartiklerne kvarker og gluoner i en frit flydende og eksotisk tilstand, som kendes som kvark-gluon plasma. Kort tid efter, da universet udvidede sig og afkøledes, blev de bundet i kernerne af de atomer, som nu omgiver os. I dag er det muligt at genskabe og analysere denne tilstand eksperimentelt i den store partikelaccelerator, Large Hadron Collider, LHC, ved CERN.

Den måde kvarker og gluoner interagerer på, beskrives i en kvantefeltteori, som hedder Quantum Cromo Dynamics. Denne kvantefeltteori er dét, man kalder stærkt forbundet, og det gør, kort fortalt, traditionelle metoder til at forstå den uanvendelige. Målet for dette projekt er at udvikle nye, teoretiske metoder til at forstå den stærkt forbundne kvantefelt teori helt generelt og i særdeleshed kvark gluon plasmaets forvandling til almindeligt stof.

Bevillingen financerer modtageren, samt ansættelsen af to postdocs og en Ph.d. studerende.

Christa Gall
På udkig efter det kendte ukendte: At kaste lys på det støvede univers
Christa Gall modtager 10 mio. kr. til at søge efter det ”kendte ukendte” i det alt andet end stillestående univers. Christa Gall interesserer sig for den astrofysik, der ligger bag transiente fænomener i universet, dvs. begivenheder, der typisk er voldsomme og tidsbegrænsede. Hun arbejder både teoretisk og observationelt.

Astrofysiske transienter, som fx kæmpestjerner, der eksploderer som supernovaer, er universets lyskastere, og de oplyser de små partikler, det kosmiske støv, som man endnu ikke kender oprindelsen til. ”Jeg har tænkt mig at undersøge, om supernovaer er de fabrikker til produktion af store støvpartikler, som man længe har ledt efter. Desuden vil jeg kvantificere støvets egenskaber over en kosmisk tidsskala”, fortæller Christa Gall. Projektet kommer til at udnytte det ”opdagelsesrum”, som den seneste forskning i transienter har åbnet for os, og kaste lys over nogle af de kendte ukendte, såsom hidtil ukendte transienter og deres rolle i det støvede univers. Bevillingen financierer en Ph.d. studerende, en postdoc samt samarbejde med internationale partnere.

Da Christa Gall blev gjort bekendt med modtagelsen af Villum Young Investigator bevillingen, sagde hun: ”Universet er fuldt af overraskelser og vi er kun lige begyndt at opdage det. I de kommende år vil jeg lede efter de ting, vi ved, at vi ikke ved. Jeg kommer til at opdage fascinerende, astrofysiske objekter og undersøge deres rolle i universet. SKULD – projektets akronym – er navnet på skæbnegudinden i den nordiske mytologi, hun som satte rammerne for overgange, forandring og afslutninger – mit projekt skal gøre det samme”.

Michele Burrello
Arkitekturer for non-Abelian anyoner
Michele Burrello modtager 10 mio kr. til at undersøge nye, eksotiske partikler, de såkaldte non-Abelian anyoner. Ved meget lave temperaturer og meget små længdeskalaer udviser både fast stof og gasser meget ukonventionel opførsel pga deres kvante-natur. I de sidste årtier har opdagelsen af topologiske materialer været årsag til stor interesse. De udgør en ny generation af kvantesystemer, som er kendetegnet ved stor stabilitet. I disse systemer forudser man, at nye partikler kommer til at dukke frem: Det er de såkaldte anyoner. De har en mærkværdig opførsel, som tillader at man lagrer og manipulerer kvante information, som igen er beskyttet mod den ”støj”, der normalt kendetegner de skrøbelige kvantesystemer. Dermed lader det til, at de indeholder et stort potentiale til brug for en fremtidig kvantecomputer.

Dette projekts mål er at realisere kvantearkitekturer til brug for skabelsen og manipulationen af disse eksotiske partikler.

”Min gruppe vil studere adskillige faststof platforme, lige fra ultrakolde atomgasser til topologiske superledere, med det mål for øje at bygge nye modeller og konstruere nye stukturer til observation af anyoner”, siger Michele Burrello. Bevillingen kommer til at dække ansættelsen af en Ph.d. studerende, fire postdocs og materialeomkostningerne ved eksperimenter i hybride superleder/halvleder nanoværktøjer.

You Zhou
At skabe den mindste dråbe af det tidlige univers i laboratoriet
You Zhou, postdoc i forskergruppen Eksperimentel subatomar fysik, modtager 10 mio. kr til at forske i det tidlige univers’ egenskaber:

I det tidlige univers, et mikrosekund efter Big Bang, bestod det af en særlig kvark gluon plasma (QGP). Nylige, overraskende resultater peger i retning af, at QGP muligvis kan genskabes i kollisioner mellem protoner ved ultra-relativistiske energier. Dette projekt kommer til at anvende nye, sofistikerede korrelationsteknikker på de data, som partikelaccelleratoren, Large Hadron Collider giver os.

Bevillingen dækker ansættelsen af to Ph.d. studerende og en postdoc, som skal tage del i det forestående arbejde.