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Plenarvorträge

Die beiden Plenarvorträge finden im Heraeus-Hörsaal statt und geben Einblick in aktuelle Forschungsthemen. Unsere erste Referentin hält ihren Vortrag auf deutsch, wohingegen unsere internationale Gastrednerin auf englisch vorträgt.

Wirbel in Magneten – Topologie, Skyrmionen und Bananenflanken

Dr. Karin Everschor-Sitte, Leiterin der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe TWIST an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

2016 erhielten David J. Thouless (1/2), F. Duncan M. Haldane (1/4) und J. Michael Kosterlitz (1/4) den Nobelpreis für Physik für ihre theoretischen Entdeckungen von topologischen Phasenübergängen und topologischen Phasen von Materie. Dass sie die Sprache der Mathematik, genauer die der Topologie in die Physik einführten, eröffnete den Weg für viele neue hochaktuelle Forschungsfelder wie zum Beispiel topologische Isolatoren, topologische Supraleiter und Strukturen wie „Skyrmionen“. Letztere sind topologisch stabile Wirbel, die in verschiedenen Bereichen der Physik realisiert werden und in den 1960ern von Tony Skyrme in der Teilchenphysik entdeckt worden sind.


In diesem Vortrag wird es um Skyrmionen in magnetischen Systemen gehen, die 2009 zum ersten Mal experimentell entdeckt worden sind. Aufgrund ihrer interessanten Physik, welche sich aus den topologischen Eigenschaften ergibt, haben sich magnetische Skyrmionen als in sehr aktives Forschungsfeld entwickelt. Zum Beispiel sorgt der besondere Twist der Magnetisierung dafür, dass Skyrmionen sehr effizient auf elektrische Ströme reagieren, was sie interessant für Anwendungen in der Spintronik macht. Interessanter Weise führen ihre topologischen Eigenschaften dazu, dass diese magnetischen Wirbel ähnlich wie Bananenflanken im Fußball abgelenkt werden.

Using games to study hybrid human-machine learning in quantum physics

Shaeema Zaman Ahmed, Head of Quantum Outreach, Center for Community Driven Research in Aarhus (Denmark)

Despite enabling impressive advances, the big-data driven deep learning paradigm has been challenged by AI scholars for not holding the potential to reach human scale intelligence. Instead, they propose studies of the human ability to reach heuristic solutions from little data as a basis for hybrid human-machine intelligence. An open question for the future of research is therefore how to design interfaces that allow for an optimal interaction between human intuition, complex machinery, and increasingly powerful ML.

In the www.scienceathome.org project, we have developed gamified interfaces allowing so far 300,000 players to contribute to research by providing insightful seeds for quantum optimization algorithms and remote access to our ultra-cold atoms experiment for amateur scientists, students, and researchers.

Finally, within the www.quatomic.org project, we create visual software tools to enable intuition-based theoretical quantum research as well as a non-formalistic and powerful introduction to university level quantum education.