Topologische Metalle und Isolatoren mit ihren einzigartigen quantenmechanischen Eigenschaften haben ein vielversprechendes Potenzial zur Entwicklung neuer Quantentechnologien, die auf der Stabilität ihrer Oberflächenzustände beruht. Die topologischen Eigenschaften von Quasiteilchen im Festkörper gehen mit einer linearen Dispersion ohne Energielücke in der Bandstruktur einher. Deshalb erlauben Gleichungen der Hochenergiephysik wie die Weyl- und Dirac-Gleichung ihre theoretische Beschreibung. In Folge dessen lassen sich auch Vorhersagen der Hochenergiephysik mit Hilfe von kristallinen Festkörpern testen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass hierbei exotische Phänomene zu Tage treten und die Beobachtungen regelmäßig über die Vorhersagen der Hochenergiephysik hinausgehen.

Ziel dieses Seminars, das vom 16. bis 18. Oktober 2023 mit 44 Teilnehmenden aller Karrierestufen im Physikzentrum Bad Honnef stattfand, war es, Forscherinnen und Forscher der Festkörperphysik mit Expertinnen und Experten der Hochenergiephysik zusammenzubringen, um die Interaktionen der beiden Fachgebiete zu verstärken. Inhaltlich wurden experimentelle und theoretische Arbeiten mit einem breiten Spektrum besprochen, zum Beispiel topologischen Phasen, Materialkandidaten, Korrelationseffekte, Analogien zu Schwarzen Löchern, Anomalien und Transportphänomene, nichtlinearer Transport und optische Eigenschaften. Die 20 eingeladenen und 8 beigetragenen Vorträge sowie 12 qualitativ hochwertige Poster repräsentierten ein breites und interdisziplinäres Spektrum der aktuellen Forschung. Pausen und Mahlzeiten mit anregenden Diskussionen brachten erfahrene Größen des Gebiets wie den Nobelpreisträger Duncan Haldane mit jüngeren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusammen.

Das Seminar hat zahlreiche Anknüpfpunkte zwischen Hoch- und Niedrigenergiephysik aufgezeigt und so auch neue interdisziplinäre Kollaborationen angestoßen. Am Ende der Veranstaltung waren sich ein Großteil der Teilnehmenden darin einig, dass das Thema in einem Seminar in naher Zukunft wieder aufgegriffen werden sollte. Ein großer Dank geht an die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung, die mit ausgezeichneter Organisation und finanzieller Unterstützung die erfolgreiche und produktive Veranstaltung ermöglicht hat.

Dr. Adolfo G. Grushin, Néel Institute in Grenoble

Dr. Maia Vergniory, Max-Planck-Institute für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden

Prof. Elena Hassinger, Technische Universität Dresden