Projektbeschreibung
Brücke zwischen klassischen und Quantenwelten dank Erforschung nanoelektromechanischer Systeme
Nanoelektromechanische Systeme (NEMS) sind winzige Wandler mit mechanischen und elektrischen Funktionen im Nanometerbereich. Die Anwendung dieser mittels mikroelektronischer Verfahren hergestellten Bauelemente reicht von einfachen harmonischen Bewegungen bis zu komplexer nichtlinearer Dynamik. Bei niedrigen Temperaturen verhalten sich nanoelektromechanische Systems nach den Regeln der Quantenmechanik. Das Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts ULT-NEMS besteht darin, nanoelektromechanische Systems bei extrem niedrigen Temperaturen weiter zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf ihren Sensorikfähigkeiten und Modellsystemaspekten liegt. Zu den Projektaktivitäten gehören die Verwirklichung von Quantenpositionszuständen mit Hybridschaltungen und die Untersuchung topologischer Zustände von supraflüssigem Helium-3. Die Ergebnisse des Projekts könnten unser Verständnis der Grenze zwischen der Quanten- und der klassischen Welt sowie der möglichen Existenz von Majorana-Fermionen verändern.
Ziel
Nano-electro-mechanical devices (NEMS) are extremely small objects that can be actuated and detected by electric means. They are in the first place transducers that can be used as probes for forces down to the molecular level. Top-down fabricated NEMS using conventional microelectronics techniques are simple devices that intimately link mechanical and electrical degrees of freedom. As such, they can be viewed as model systems from basic (linear) harmonic motion up to complex nonlinear dynamics.
The most intriguing experimental situation is attained when the devices are cold enough to behave according to the laws of quantum mechanics, instead of classical physics. This leads to a unique approach of the classical-to-quantum crossover with truly macroscopic position-states. Complementarily, at low temperatures the forces sensed by the NEMS arise from materials themselves cold enough to exhibit exotic quantum properties, originating either in the devices’ constitutive amorphous materials and their intrinsic elusive Tunneling Systems, or from their interaction with a sophisticated fluid like superfluid 3He.
I propose unique research linking ultra-low temperature physics and nano-mechanics, building on my knowledge of both fields and my experience in superconducting quantum circuits. The research has two identified axes, which aim at pushing both the “sensor” and “model system” aspects of NEMS down to their quantum retrenchments. Macroscopic quantum position-states can be engineered with a hybrid quantum circuit arrangement (a combination of NEMS, microwaves and quantum bit), while topological states of confined superfluid 3He with their elementary excitations can be mechanically probed by dedicated NEMS (measuring friction). The scientific impact of this research is extremely wide, tackling fundamental questions like: what/where is the boundary between quantum and classical worlds, and do Majorana particles (potentially obtained in topological 3He) exist at all?
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Kavitäts-Optomechanik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Quantenphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Fermion
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Atomphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Mikroelektronik
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2014-CoG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
75794 PARIS
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.