126

Welke rol speelt de kwantumfysica in macroscopische systemen en welke spectaculaire nieuwe verschijnselen en toepassingen worden daarmee mogelijk?

Beschrijving

Kwantumfysica is al op een aantal terreinen belangrijk in macroscopische systemen. Zo geeft het kwantummechanische collectieve gedrag van elektronen aanleiding tot exotisch macroscopisch gedrag, zoals supergeleiding (elektrische geleiding zonder weerstand). Ook in relatie tot magnetisme komen steeds meer interessante vragen naar kwantumeffecten in macroscopische systemen voort. Het theoretische begrip van deze collectieve kwantumeffecten wordt op de proef gesteld door een reeks van onverwachte ontdekkingen, waaronder de mogelijkheid van supergeleiding bij hoge temperaturen in bepaalde modelsystemen. Kunnen we materialen ontwikkelen die deze modelsystemen realiseren? Supergeleiding bij kamertemperatuur zou het mogelijk maken om elektriciteit zonder verliezen te transporteren, met een grote impact op de mondiale energievoorziening.

Verbindend karakter 
Kwantumgedrag controleren en zelfs sturen, vormt een grote wetenschappelijke en technologische uitdaging. Om dit te bereiken, zijn verdere ontwikkelingen nodig van bijvoorbeeld nieuwe materialen, schakelstructuren en informatica. Hier liggen ook verbindingen naar nanotechnologie, optica, microscopische technieken en plasmonics. De Nederlandse natuurkundegemeenschap is uitstekend gepositioneerd om een leidende rol te vervullen in deze baanbrekende ontwikkeling in de fundamentele natuurkunde. Niet alleen is het verschijnsel supergeleiding een Nederlandse uitvinding, het hele vakgebied van zogeheten kwantummaterie, zoals deze nieuwe vormen van materialen worden genoemd, speelt een centrale rol in de nationale onderzoeksprogrammering.

Beleidsagenda's

HTSM
ICT
HTSM
Space
HTSM
Photonics
Toon alle beleidsagenda's

Onderzoeksagenda's

LEI
Fundamentals of Science
RUG
Fundamentals of the Universe
RUG
Advanced Radiation Technology
Toon alle onderzoeks­agenda's