Humboldt-Stipendium zur Erforschung von Quanten-Kerntunneln

George Trenins, ein Postdoktorand in der Lise-Meitner-Forschungsgruppe Simulations from Ab Initio Approaches: Structure and Dynamics from Quantum Mechanics, ist für ein Humboldt-Forschungsstipendium ausgewählt worden.

Seine Arbeit in der SAbIA-Gruppe konzentriert sich auf Quantenkern-Tunneling in Metallen. „Viele interessante chemische Prozesse, die auf Metalloberflächen ablaufen, beinhalten das Knüpfen und Brechen von Bindungen zu Wasserstoffatomen“, erklärt George. „Als leichtestes chemisches Element ist Wasserstoff bei Raumtemperatur besonders anfällig für Quantenkern-Tunnelbildung. Gleichzeitig verändern aber auch die Wechselwirkungen mit den Elektronen im Metall das Ausmaß des Quantentunnelns durch einen Mechanismus, der als 'elektronische Reibung' bekannt ist.“

Dieses Phänomen kann die Reaktionszeiten erheblich verändern. Ein tiefgreifendes Verständnis der Auswirkungen auf verschiedene Materialien ist nicht nur prinzipiell wichtig, sondern auch für Anwendungen wie Wasserstoffspeichertechnologien, heterogene Katalysatoren und Wasserspaltungsreaktionen.

George plant, die Pfadintegralformulierung der Quantenmechanik mit einem Rahmen für die Modellierung der Reibungsdynamik zu kombinieren. Dieser Ansatz würde es den Forschern ermöglichen, die Tunnelprozesse aus einer detaillierten, vollständig atomistischen Perspektive zu untersuchen.

Er kam 2023 zur SAbIA-Gruppe unter der Leitung von Mariana Rossi am MPSD, nachdem er drei Jahre als Postdoktorand am Institut für Molekularphysik der ETH Zürich, Schweiz, gearbeitet hatte. George erwarb seinen MSci in Naturwissenschaften und seinen Doktortitel in Theoretischer Chemie an der Universität Cambridge, U.K. Letztes Jahr wurde seine Arbeit Exact tunneling splittings from symmetrized path integrals im Journal of Chemical Physics als Editors' Pick ausgezeichnet.