Schwerpunktprogramme bündeln überregionale Kooperationen. Innerhalb eines inhaltlich definierten Rahmens sind die Beteiligten frei in der Wahl des Themas, des Forschungsplanes sowie der Methoden. Schwerpunktprogramme werden eingerichtet, wenn die koordinierte Förderung für das betreffende Gebiet besonderen wissenschaftlichen Gewinn verspricht.
Das Schwerpunktprogramm SPP 1294 „Atmosphären- und Erdsystemforschung mit HALO“ unterstützt die Forschung zur Untersuchung atmosphärischer und erdsystembezogener Prozesse. HALO ist ein Flugzeug des Typs Gulfstream G-550, das speziell mit zahlreichen In-situ- und Fernerkundungsinstrumenten ausgestattet ist. Es ermöglicht Messungen bis zu einer Höhe von 15 km innerhalb einer Reichweite von 9000 km. HALO kann eine instrumentelle Nutzlast von bis zu 3 Tonnen tragen.
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Zentrales Ziel dieses Antrags ist es, zwei einzigartige Eigenschaften von Rydberg Ionen für eine neuartige Verschränkungsmethode zu nutzen - die elektrische Ladung des Ions und seine hohe Polarisierbarkeit in einem Rydberg Zustand: Die Ladung der Ionen ermöglicht es Ionen zu bewegen und zeitabhängigen Feldern auszusetzen, die Polarisierbarkeit im angelegten elektrischen Feld stellt eine zusätzliche Kraft dar, die auf die Ionenwellenfunktion wirkt. Regen wir Ionen in eine Superposition von Grund und Rydberg-Zustand an und setzen sie einem zeitabhängigen elektrischen Feld aus, dann wirken unterschiedliche Kräfte auf die beiden Komponenten der Wellenfunktion, die in eine relative Phasenverschiebung bewirken. In dieser Weise werden wir einen Schrödinger-Katzenzustand in einem einzelnen Ion erzeugen und für ein Paar von zwei Ionen ein neuartiges und schnelles Quantengatter demonstrieren.
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Das Hauptziel des Schwerpunktprogramms Skyrmionik ist die Grundlagenforschung auf dem Weg zur Entwicklung von technologischen Anwendungen auf der Basis von topologischen Spin-Solitonen. Es beruht auf der Entdeckung von Skyrmionen-Gittern und einzelnen Skyrmionen in magnetischen Materialen, in denen aufgrund fehlender Inversionssymmetrien Dzyaloshinsky-Moriya Wechselwirkungen auftreten. Es umfasst weitere Materialklassen, insbesondere maßgeschneiderte dünne Schichten und Nanosysteme.
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