Nichtlokale Korrelationen im Nichtgleichgewicht: ParquetGlg.

Bei der Suche nach Materialien mit neuen Funktionalitäten die für Photovoltaik, Spintronik oder Energiespeicherung benötigt werden ist ein gründliches Verständnis des Verhaltens von Elektronen entscheidend. Als geladene Teilchen wechselwirken sie durch Coulomb-Wechselwirkung miteinander. In vielen Fällen können die Elektronen trotz starker Coulomb-Abstoßung als unabhängige Teilchen betrachtet werden. In einigen Materialien führt die Wechselwirkung jedoch dazu, dass Elektronen stark korreliert sind, was zu Phänomenen führt, die nicht einfach bezüglich unabhängiger Teilchen zu verstehen sind sie werden als emergent bezeichnet wie zum Beispiel Magnetismus oder Supraleitung. Im Nichtgleichgewicht, wenn dem System zusätzliche Energie zugeführt wird, beispielsweise indem mit einem Laser Licht darauf gerichtet wird, treten neue Phänomene auf. Wir sprechen sogar von neuartigen, emergenten Materiezuständen z.B. photoinduzierte Supraleiter. Diese Nichtgleichgewichtszustände der Materie sind normalerweise für eine begrenzte, normalerweise kurze Zeit vorhanden. Indem wir sie studieren, erfahren wir jedoch nicht nur, welche interessanten Zustände erzeugt werden können, sondern auch über Eigenschaften von Materialien, die im Gleichgewicht verborgen bleiben und in Gleichgewichtsexperimenten nicht nachweisbar sind. Dieses Wissen kann dann genutzt werden, um in Zukunft Materialien mit Eigenschaften nach Bedarf zu entwickeln. Das Verständnis elektronischer Systeme im Nichtgleichgewicht erfordert eine angemessene theoretische Modellierung, um ihre Eigenschaften voll auszuschöpfen. Insbesondere die Untersuchung entstehender neuer Zustände oder sogar neuer Quasi-Teilchen erfordert oft die Berechnung von Zwei-Teilchen- Korrelationsfunktionen, was für Gleichgewichtssysteme bereits eine gewaltige Aufgabe darstellt. Die Rechentechniken werden jedoch ständig verbessert und es wird möglich Methoden der Quantenfeldtheorie auf die Berechnung von Korrelationsfunktionen für Nichtgleichgewichtssysteme anzuwenden. In dem Projekt werde ich eine bereits im Gleichgewicht etablierte diagrammatische Methode -- die Parkett- Gleichungen-Methode -- formulieren und anwenden, um elektronische Systeme im Nichtgleichgewicht zu untersuchen. In Modellsystemen werde ich untersuchen, wie die emergenten Phänomene im Nichtgleichgewicht zustande kommen. Die Methoden, die ich vorschlage, werden es mir auch ermöglichen, die Komponenten oder Eigenschaften eines Systems zu analysieren um herauszufinden, welche für das Auftreten eines bestimmten Phänomens notwendig sind und welche dagegen wirken. Dieses Wissen wird uns der Entwicklung von Materialien nach Bedarf näher bringen.