Der diesjährige Tag der Physik brachte Studierende, Forschende und Lehrende zusammen und bot ein vielseitiges Programm aus Auszeichnungen, Fachvorträgen und geselligem Abschluss.

Bereits zur Eröffnung betonte Department Head Prof. Frank Pollmann die Bedeutung solcher Veranstaltungen: Der Tag sei „eine tolle Gelegenheit, um zusammenzukommen und auszutauschen“ und um darüber zu sprechen, „was uns zusammenhält“. In seiner Begrüßung blickte er auf ein ereignisreiches Jahr zurück und stellte zentrale Entwicklungen im Department vor.

Dazu gehörte insbesondere die Verstärkung des Kollegiums durch neue Professorinnen und Professoren, darunter Prof. Ellen Fogh, Prof. Karoline Schäffner und Prof. Tim Happel, sowie die Ernennung von Prof. Frank Eisenhauer und Prof.Susanne Mertens zu Distinguished Affiliated Professors. Pollmann hob außerdem wichtige Forschungsschwerpunkte hervor. Von innovativen Ansätzen in der Materialforschung unter Einsatz von maschinellem Lernen bis hin zu Arbeiten an sauberen Technologien, etwa der Entwicklung effizienterer Batterien.

Auch zahlreiche Auszeichnungen unterstrichen die starke Forschungsleistung des Departments: So gingen unter anderem der renommierte Breakthrough Prize an Prof. Laura Fabbietti und Prof. Lukas Heinrich sowie der Feynman Prize an Prof.Ignacio Cirac. Mehrere ERC Grants, etwa für Prof. Lukas Heinrich, Dr. Raimund Strauß, Prof. Karoline Schäffner und Prof.Sherry Suyu, belegen zusätzlich die internationale Sichtbarkeit der TUM-Physik. Für besonderen Applaus sorgte nicht zuletzt Pollmann selbst, der im vergangenen Jahr mit dem Leibniz-Preis ausgezeichnet wurde. Positiv hob er zudem die steigenden Studierendenzahlen in der Physik hervor - ein Trend, der sich entgegen der bundesweiten Entwicklung zeigt.

Auszeichnung für exzellente Lehre

Ein zentraler Programmpunkt war die Verleihung der „Goldenen Kreiden“, organisiert von der Fachschaft MPIC. Der Preis würdigt besonderes Engagement in der Lehre und wurde in mehreren Kategorien vergeben.

Die Auszeichnung für die beste Wintervorlesung ging an Dr. Valentina Mantovani Sarti für ihre Veranstaltung „Einführung in exotische Zustände in der hadronischen Physik“. Studierende lobten insbesondere ihre Motivation sowie die klare und interessante Struktur der Vorlesung. Für die beste Sommervorlesung wurde Prof. Karl Duderstadt für „Biophysik der Zelle 2“ ausgezeichnet.

Ein weiterer Preis würdigte das beste Übungsdesign und ging an Prof. Ellen Fogh und Dr. Sebastian Mühlbauer für ihre Übungen zu „Neutronen- und Röntgenstreuung an kondensierter Materie“. Ein besonderer Applaus galt auch Raphael Haage, der als bester Tutor ausgezeichnet wurde. Hervorgehoben wurde insbesondere die offene Atmosphäre seines Tutoriums, in dem Studierende sich aktiv beteiligen und Fragen stellen konnten.

Ein Blick in die Quantenwelt der Magneten

Im wissenschaftlichen Teil der Veranstaltung präsentierte Prof. Ellen Fogh ihren Vortrag „Poking and probing magnets“, der eindrucksvoll die experimentellen Möglichkeiten der modernen Festkörperphysik beleuchtete. Ausgehend von der Frage „Why are magnets fun to study?“ zeigte sie, wie theoretische Modelle mit realen Systemen verglichen werden können, u.a. veranschaulicht durch den Vergleich von Lego-Modellen und realen Objekten.

Fogh stellte die verschiedenen „Werkzeuge“ vor, mit denen Physikerinnen und Physiker Materie untersuchen: Druck, Temperatur, Dotierung und Magnetfelder. Sie erläuterte, wie extreme Bedingungen (etwa Temperaturen nahe 2 Kelvin oder Magnetfelder von bis zu 100 Tesla) genutzt werden, um neue physikalische Effekte sichtbar zu machen. Ein Schwerpunkt lag auf der Neutronenstreuung, einer Methode, die detaillierte Einblicke in die Struktur und Dynamik von Materialien ermöglicht.

Am Beispiel von SrCu₂(BO₃)₂ (einem idealen Prototypen für das Shastry-Sutherland-Modell) zeigte sie, wie äußere Einflüsse wie Druck und Magnetfelder die Grundzustände eines Systems verändern können und wie reale Materialien von idealisierten Modellen abweichen. Ihre Arbeiten verdeutlichen eindrucksvoll, dass wir uns längst im „Quantum Age“ befinden - einem neuen technologischen Zeitalter, das auf quantenmechanischen Prinzipien basiert.

Die Suche nach Dunkler Materie

Im anschließenden deutschsprachigen Vortrag nahm Prof. Karoline Schäffner das Publikum mit auf eine Reise zu einer der größten offenen Fragen der Physik: der Natur der Dunklen Materie.

Ausgehend von kosmologischen Beobachtungen erklärte sie, dass sichtbare Materie nur einen kleinen Teil des Universums ausmacht, während etwa 27 Prozent auf Dunkle Materie entfallen. Obwohl ihre Existenz indirekt gut belegt ist, gibt es bislang keinen passenden Kandidaten im Standardmodell der Teilchenphysik.

Schäffner stellte verschiedene Ansätze zur Suche nach Dunkler Materie vor - von indirekten Messungen über Teilchenbeschleuniger bis hin zur direkten Detektion, an der sie selbst arbeitet. Diese Experimente sind technisch extrem anspruchsvoll, da die gesuchten Signale äußerst selten und schwach sind.

Ein zentrales Element ihrer Forschung sind Untergrundlabore wie das Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) in Italien, wo Messungen tief unter der Erde stattfinden, abgeschirmt von kosmischer Strahlung. Am Beispiel des XENON-nT-Experiments erläuterte sie, wie Flüssigxenon zur Detektion von Teilchenkollisionen genutzt wird – bislang mit dem Ergebnis eines „besten Nullresultats in der Geschichte“.

Besondere Aufmerksamkeit widmete sie dem COSINUS-Experiment, das klären soll, ob ein seit Jahren beobachtetes Signal des DAMA/LIBRA-Experiments tatsächlich auf Dunkle Materie zurückzuführen ist. Hier kommen hochsensible Tieftemperaturdetektoren zum Einsatz, die sowohl Licht- als auch Wärmesignale erfassen können. Die Entwicklung dieser Technologie, inklusive neuartiger Thermometer und spezieller Materialien, stellt eine große Herausforderung dar.

Mit Blick auf den aktuellen Stand fasste Schäffner zusammen: Dunkle Materie zählt zu den größten ungelösten Rätseln der Physik. Trotz enormer Fortschritte steht ein direkter Nachweis noch aus, doch laufende Experimente wie COSINUS könnten entscheidende Klarheit bringen.

Sommerfest und musikalischer Ausklang

Nach den Vorträgen lud Prof. Pollmann alle Teilnehmenden zum Sommerfest im Foyer ein. In entspannter Atmosphäre bot sich Gelegenheit zum persönlichen Austausch über Fachgrenzen hinweg. Den stimmungsvollen Abschluss des Tages gestaltete die Band „Die Anlagensicherungsfrösche“, die mit ihrem Auftritt für einen musikalischen Höhepunkt sorgte.

Weitere Informationen und Links

• Prof. Frank Pollman, Theorie der kondensierten Materie
• Prof. Ellen Fogh, Quantum Magnetism
• Prof. Karoline Schäffner, Experimental Dark Matter and Neutrinos
• Fachschaft MPIC, Goldene Kreide
• Video zum COSINUS Experiment von Karoline Schäffner
• Auszeichnungen und Awards der TUM School of Natural Sciences

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