Optimaler Transport in wechselwirkenden Vielteilchensystemen

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Effizienter und schneller Transport elektronischer Anregungen ist die Grundvoraussetzung für die Funktion von Nanogeräten und biologischen Lichtsammelkomplexen. Typischerweise verläuft der Transport unter Anwesendheit von inkohärenten Prozessen und bei endlicher Temperatur. Zudem erzeugt der Stromfluss Kräfte und Bewegungen, die wiederum auf den Transport zurückwirken und zu einer nichtlinearen Dynamik führen. Das Heisenberg-Projekt entwickelt Methoden zur Beschreibung des Transports durch molekulare Netzwerke und Nanosysteme in solch störenden Umgebungsprozessen. Die heutige Laserspektroskopie ermöglicht es zeitaufgelöste Schnappschüsse während des Transports anzufertigen und zeigt eine ganze Reihe von interessanten und ungeklärten Phänomenen auf. Dabei spielt das Wechselspiel zwischen kohärenten und dissipativen Transport eine wichtige Rolle. Ein besseres grundlegendes Verständnis ist erforderlich um optimierte Sensoren, Raumtemperatur-Elektronik, und künstliche Fotosynthetische Komplexe zu entwickeln. Die hohe Komplexität der Systeme erfordert neue theoretische Zugänge. Dabei zielt die theoretische Entwicklung auf die Verwendung von leistungsfähigen Grafikkartenrechnern (GPU) ab, welche inzwischen in den schnellsten Computersystemen der Welt Einzug halten, aber neue Algorithmen erfordern.