WÜRZBURG / LONDON (IT BOLTWISE) – Laëtitia Farinacci übernimmt die neu geschaffene Edna-Carter-Professur für Festkörperphysik und konzentriert sich auf die gezielte Kontrolle magnetischer Zustände einzelner Atome im Nanobereich. In Würzburg arbeitet sie am Exzellenzcluster ctd.qmat an Ansätzen, die Magnetismus und Supraleitung koppeln und damit neue Funktionen für die Quanteninformationstechnologie erschließen können. Besonders relevant sind ihre Mess- und Manipulationsmethoden unter Ultrahochvakuum, mit denen sich Dynamiken zeitlich erfassen und für technische Anwendungen modellieren lassen. Die Berufung stärkt zudem die programmatische Förderung exzellenter Wissenschaftlerinnen in den MINT-Fächern.
Die Nachricht wirkt zunächst wie eine klassische Personalentscheidung, bekommt in der Physik-Community aber eine deutlich größere Tragweite: Mit der Edna-Carter-Professur in Würzburg erhält die Festkörperphysik eine gezielt ausgerichtete Nachwuchs- und Aufbauchance für Forschung an der Schnittstelle von Magnetismus, Supraleitung und Quantenmaterie. Laëtitia Farinacci startet dabei nicht „irgendwo im Labor“, sondern mit einem klaren wissenschaftlichen Kern: Wie lassen sich einzelne Atome oder Moleküle so anordnen, dass sich daraus neue, gezielt steuerbare Eigenschaften ergeben? Gerade diese atomgenaue Gestaltung ist für spätere Quantensysteme relevant, weil sie die Grundlage dafür bildet, Funktionsprinzipien nicht nur zu verstehen, sondern reproduzierbar zu implementieren.
Technisch betrachtet beginnt ihre Arbeit bei der Frage, warum Materialien auf der Alltagsskala manchmal wenig über das verraten, was im Nanomaßstab passiert. Auf atomarer Ebene entscheiden konkrete Nachbarschaften, Kopplungsstärken und Energiebarrieren darüber, ob magnetische Zustände stabil bleiben, wechselwirken oder sogar verloren gehen. Farinacci verfolgt deshalb einen „Lego mit Atomen“-Ansatz: Sie sortiert atomare Bausteine neu, um magnetische Eigenschaften gezielt zu modulieren. Dabei ist nicht nur die räumliche Konfiguration entscheidend, sondern die Dynamik über die Zeit – also wie schnell Zustände umschalten, wie sie mit ihrer Umgebung koppeln und wie sich solche Verläufe technisch nutzen lassen.
Ein zentraler Baustein ist dabei die Kombination aus Magnetismus und Supraleitung. Supraleitung bedeutet, dass elektrischer Widerstand verschwindet und sich Elektronenpaare (Cooper-Paare) in einem koherenten Zustand organisieren. In der Praxis eröffnen solche Systeme besonders interessante Möglichkeiten, weil sie magnetische Effekte mit quantenmechanischer Kohärenz verbinden können. Farinacci untersucht damit, wie magnetische Prozesse in Gegenwart eines supraleitenden Materials auftreten, wie sie zeitlich evolvieren und wie sich daraus neue Funktionen für spätere Bauelemente ableiten lassen. Diese Kopplung ist nicht nur akademisch: Für Quanten-Sensorik und Quantencomputer ist die kontrollierte Wechselwirkung zwischen Spin-Zuständen und übergeordneten Leitfähigkeitsmechanismen eine wiederkehrende Designfrage.
Die methodische Umsetzung erfolgt über ein Rastertunnelmikroskop und sehr präzise Platzierungs- und Messschritte. Farinacci beschreibt, dass eine sehr spitze, leitfähige Nadel nahe an ein Molekül oder Atom herangeführt wird, während der Stromfluss gemessen wird. Diese Messung dient der Charakterisierung der Eigenschaften des untersuchten Systems und liefert Hinweise darauf, ob magnetische Eigenschaften erhalten bleiben oder ob die Kopplung an die Umgebung so stark wird, dass der gewünschte Effekt gedämpft oder überschattet wird. Damit keinerlei störende Partikel die Messergebnisse verfälschen, arbeitet das Labor unter Ultrahochvakuum und bei extrem niedrigen Temperaturen. Das ist ein wesentlicher Infrastrukturpunkt, denn ohne diese Randbedingungen lässt sich atomare Dynamik nur eingeschränkt verlässlich untersuchen.
Aus Marktsicht steht zwar nicht „ein Produkt“ im Vordergrund, doch die Richtung ist klar: Die Kontrolle einzelner magnetischer Zustände ist eine potenzielle Vorstufe für neuartige Speicher, hochgenaue Quantensensoren und Komponenten für Quantencomputer. In der Praxis konkurrieren Forschungsteams international um vergleichbare Durchbrüche – etwa um die Frage, wie robuste, steuerbare Quantenzustände bei realistischen Kopplungsbedingungen entstehen. Als naheliegender Vergleich werden in der Branche regelmäßig Institute wie das Max-Planck-Institut für Festkörperforschung genannt, weil dort ebenfalls anspruchsvolle Experimente zur Quantenmaterie und zu supraleitend beeinflussten Phänomenen verfolgt werden. Wie aus der Community zu hören ist, ist „nicht nur die Messbarkeit, sondern die wiederholbare Steuerbarkeit“ der Engpass, der über die spätere Übertragbarkeit in Anwendungen entscheidet.
Für die Wettbewerbslandschaft relevant ist zudem der Timing-Aspekt: Würzburg baut die Arbeitsgruppe seit dem 1. Januar 2026 auf, während das Exzellenzcluster ctd.qmat mit Beginn der zweiten Förderperiode 2026 den Fokus stärker auf die Dynamik von Quantenprozessen legt. Das bedeutet, dass die Professur fachlich in eine größere Programmlogik eingebettet ist: Topologie, Dynamik und neue Materialien werden als Gesamtarchitektur adressiert, und Farinaccis Schwerpunkt liefert dafür Mechanismen auf atomarer Ebene. Expert:innen aus der Forschungsszene betonen an dieser Stelle häufig den Vorteil solcher Cluster-Setups: Sie schaffen schnellere Iterationszyklen zwischen experimenteller Methodik, theoretischer Modellierung und Materialdesign. Für betriebliche Umsetzungen in der späteren Wertschöpfungskette heißt das: Unternehmen, die Quantenkomponentenentwicklung betreiben, profitieren indirekt davon, dass Grundlagenfragen schneller in testbare Parameter überführt werden.
Historisch betrachtet ist die atomare Kontrolle von Materie ein wiederkehrendes Motiv – von frühen Versuchen, Spins indirekt über Materialien zu „sehen“, bis hin zu modernen Werkzeugen, die einzelne Quantenobjekte im Experiment adressieren. Vor allem die Kombination aus Hochpräzisionsmikroskopie und extremen Umgebungsbedingungen hat in den letzten Jahrzehnten die Messlandschaft verändert. Supraleitung war dabei lange ein eigenständiges Forschungsfeld; heute rückt zunehmend die Kopplung mit magnetischen Strukturen in den Fokus, weil sich daraus neue Zustandsräume ergeben. Dass Farinacci in Berlin über magnetische Moleküle auf einem Supraleiter promoviert hat und später in Delft die Dynamik atomarer Spins erforschte, passt deshalb gut in diese Entwicklungslinie. Die neue Juniorprofessur ist somit weniger ein „Neustart“ als eine konsequente Vertiefung eines methodischen und konzeptionellen Kerns.
Wichtig ist auch der organisatorische und regulatorische Kontext: Eine Professur ist nicht nur Wissenschaft, sondern zugleich Governance. Das Cluster und die Universität müssen Forschungsdaten, Laborprotokolle und Personalprozesse so verwalten, dass Nachvollziehbarkeit, Rechte an Ergebnissen und datenschutzkonforme Abläufe gewährleistet sind. Gerade bei kollaborativen Experimenten mit vielen Beteiligten, internationalen Gästen und umfangreichen Messdaten wird der Umgang mit personenbezogenen Daten in Ausschreibungen, Rekrutierung und ggf. späteren Veröffentlichungen zu einem ernsthaften Compliance-Thema. In Deutschland bildet hier der rechtliche Rahmen den Hintergrund, während in der Praxis häufig Workflows für Zugriffsrechte, Revisionssicherheit und Dokumentationspflichten gestärkt werden. Für die Enterprise-Seite ist das relevant, weil wissenschaftliche Exzellenz zunehmend über moderne Daten- und Labor-IT-Standards skaliert wird.
Mit Blick auf die Zukunft deutet die Richtung der Edna-Carter-Professur auf mehrere konkrete Entwicklungslinien hin. Erstens dürfte die Forschung stärker darauf einzahlen, wie magnetische Zustände über Zeit stabil gehalten und kontrolliert werden können, ohne dass Supraleitung oder Umgebungskopplung den gewünschten Effekt überdecken. Zweitens kann die atomgenaue „Bauweise“ langfristig dabei helfen, Funktionsbausteine zu entwerfen, die sich direkt in Quanten-Sensorik und Quanteninformationspfade übersetzen lassen. Drittens schafft das Cluster-Umfeld Skalierung: Wenn Messmethoden, Materialdesign und theoretische Modelle enger verzahnt sind, sinken Iterationszeiten. Für Nachwuchskräfte und Partner aus dem Maschinenbau oder der Halbleiter-Ökonomie entsteht so ein attraktiver Pfad, weil neue experimentelle Anforderungen regelmäßig auch neue Toolchains, Mess- und Auswerteverfahren nach sich ziehen.
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