La ricerca sulla spin di Kaiserslautern ha una nuova faccia

Il Presidente Prof. Dr. Arnd Poetzsch-Heffter (a destra) e il Prof. Dr. Herwig Ott, Decano del Dipartimento di Fisica (a sinistra), danno il benvenuto al Prof. Mathias Weiler alla TU Kaiserslautern. (Thomas Koziel/TUK)

La ricerca sullo Spin presso il TU Kaiserslautern (TUK) si basa su tre pilastri forti: il Centro di Ricerca Statale OPTIMAS dedicato all'ottica e alle scienze dei materiali, il settore di ricerca speciale "Spin+X" e il nuovo edificio di ricerca LASE (Laboratorio per l'Ingegneria Avanzata dello Spin), che sarà presto pronto per l'uso. In relazione a LASE, il dipartimento di fisica ha appena assegnato una cattedra a Mathias Weiler, che dovrebbe svolgere un ruolo centrale nella ricerca interdisciplinare sullo spin nei solidi. L'svizzero ha recentemente guidato un gruppo di lavoro presso l'Istituto Walther-Meißner a Garching e insegnato alla TU Monaco.

Nel linguaggio della fisica, lo spin descrive il momento angolare intrinseco di una particella elementare, come un elettrone, e costituisce la base per fenomeni magnetici. Le scoperte della ricerca sullo spin sono particolarmente preziose tecnologicamente, ad esempio per la memorizzazione rapida di grandi quantità di dati (dischi rigidi & memoria a accesso casuale magnetica) o per lo sviluppo di sensori moderni.

Weiler si occupa da sempre, all'inizio della sua carriera scientifica, di fenomeni legati all'interazione dinamica tra gli spin degli elettroni e il loro ambiente. Per questo motivo, era il candidato ideale per la nuova cattedra, che sarà ospitata nell'edificio LASE: "Il signor Weiler, con la sua esperienza, rappresenta un grande valore aggiunto per la ricerca sullo spin orientata al futuro qui nel campus", spiega il Prof. Dr. Herwig Ott, decano del dipartimento di fisica del TUK. "Inoltre, siamo certi che, grazie al suo ruolo centrale, possa anche dare impulsi ad altri punti di interesse della ricerca nel dipartimento di fisica — ad esempio in fisica quantistica, fotonica o biofisica. L'approccio interdisciplinare della sua ricerca gli consente anche di creare ponti con altri settori. Non c'è luogo migliore dell'LASE, dove i dipartimenti di fisica, chimica e ingegneria meccanica uniranno le loro competenze nella ricerca sullo spin in futuro."

La decisione di Weiler di trasferirsi a Kaiserslautern si basa sull'eccellenza della ricerca: "Le attività al TUK e nel dipartimento di fisica sono perfettamente in linea con il mio focus professionale. Sono ora attivamente coinvolto in OPTIMAS, il nucleo della ricerca sullo spin con il centro di strutturazione nanometrica integrato, così come nel settore di ricerca speciale Spin+X. Un effetto positivo della forza di ricerca del TUK è che ci sono molti scienziati e scienziate eccellenti sul posto con cui posso confrontarmi. La vicinanza all'Università di Magonza, con cui collaboriamo non solo nell'ambito di Spin+X, apre ulteriori potenzialità."

Dal punto di vista della ricerca, Weiler adotta un approccio innovativo. Finora, l'interazione degli spin con i campi magnetici costituiva la base per sensori magnetici e memorie di dati. Invece, il fisico dei solidi studia come altri parametri — ad esempio correnti elettriche, onde sonore o gradienti termici — possano essere utilizzati per manipolare controllatamente gli spin. "Con la nostra ricerca possiamo gettare le basi per nuovi concetti di memorizzazione magnetica dei dati e di elaborazione delle informazioni. Attraverso il coupling degli spin con gradi di libertà esterni, possiamo non solo realizzare bit classici (uno e zero), ma anche stati di sovrapposizione, e così sviluppare qualitativamente le tecnologie dell'informazione."

Weiler ha studiato fisica all'Università Carl von Ossietzky di Oldenburg e alla TU Monaco. Successivamente, ha conseguito il dottorato a Monaco e nel 2019 ha ottenuto l'abilitazione. Ha svolto periodi di ricerca presso il National Institute of Standards and Technology di Boulder, Colorado, e presso l'Istituto Walther-Meißner a Garching, dove ha diretto un gruppo di lavoro, fino a quando ha ricevuto l'invito a Kaiserslautern. Weiler è attivo come revisore per numerose pubblicazioni di rilievo e finanziatori esterni, e ha ricevuto premi per la sua ricerca (Chorafas-Prize 2012) e per l'insegnamento (Supervisory Award 2019) a Monaco.

Domande a risposta:
Prof. Dr. Mathias Weiler
E-mail: weiler@physik.uni-kl.de
Tel.: 0631 205- 4099