Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

54 — Forschung Professur für Angewandte Physik / Tieftemperaturphysik Prof. Dr. Paul Seidel Forschungsschwerpunkte  Materialien für zukünftige Gravitationswellendetektoren: Untersuchung von relevanten Parametern bei tiefen Temperaturen (Wärmeleitung, mechanischer Verlust, optische Eigenschaften), Modellie- rung der Wechselwirkung von Licht mit Materie bei Präzisionsmessungen  Kryostromkomparator: Aufbau und Optimierung hochempfindlicher Messsysteme zur zerstörungs- freien Strahlstromanalyse, Entwicklung unterschiedlicher Auslesekreise zur Optimierung der Emp- findlichkeit, systematische Analyse magnetischer Eigenschaften von Ringkernmaterialien  Untersuchungen und theoretische Modellierung kryoelektronischer Bauelemente: Modellierung von Josephsonkontakten und darauf basierenden Schaltungen (Einfluss externer Mikrowellen, intrinsi- sche Josephsoneffekte, Josephsonoszillatoren); Untersuchungen zum kohärenten Quantentrans- port in supraleitenden Nanostrukturen  kryotechnische Anwendungen: Entwicklung von Kryostaten für Spezialanwendungen, Materialunter- suchungen bei tiefen Temperaturen, Unterstützung bei der Entwicklung von Experimenten bei tiefen Temperaturen  neue supraleitende Materialien: Charakterisierung supraleitender Parameter neuartiger Materialien Der direkte Nachweis von Gravitationswellen im Jahr 2015 ist einer der großen Meilensteine der Grundlagenforschung und eröffnete das Feld der Gravitationswellenastronomie. Die AG Tief- temperaturphysik beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Erforschung neuartiger, rauschar- mer Materialien, mit deren Hilfe man aktuelle Gravitationswellendetektoren noch empfindlicher Materialien für zukünftige Gravitationswellendetektoren machen kann und so immer schwächere Signale aus dem All untersuchen kann. Ein wichtiger An- satz ist dabei die Untersuchung kristalliner Mate- rialien bei tiefen Temperaturen. Sowohl optische, thermische als auch mechanische Eigenschaf- ten werden in einem weltweit einzigartigen Labor untersucht und deren Wirkungsweise in moder- nen Detektoren modelliert. Erstmals wurde die spannungsinduzierte Doppelbrechung von Silizi- um-Einkristallen untersucht und gezeigt, wie die- se sich in modernen Instrumenten auswirkt. Ein wichtiger Fortschritt bei der Modellierung von thermischen Rauschen in opto-mechani- schen Systemen war die Entwicklung eines allge- meinen Verfahrens, das es gestattet, Rauschen an beliebig geformten Oberflächenstrukturen (inkl. Nanostrukturen) zu bestimmen. Krüger C., Heinert D., Khalaidovski A., Nawrodt R., Schnabel R., Lück H. (2016): Birefringence Measurements on Crystalline Silicon. Class. Quantum Grav., 10.1088/0264-9381/33/1/015012. Kroker S., Dickmann J., Hurtado C. B., Heinert D. Nawrodt R., Levin Y., Vyatchanin S. P. (2017): Brownian Thermal Noise in Functional Opti- cal Surfaces. Phys. Rev. D, 10.1103/PhysRevD.96.022002. Abb. 1. Darstellung der spannungsinduzierten Doppelbrechung an einem Silizium-Einkristall. Foto: AG TP