Das internationale Großprojekt „QUAST“ startete am 1. Februar 2026. Forschungsgruppen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz werden gemeinsam neue Methoden entwickeln, komplexe Materialien am Computer zu simulieren - in direkter Zusammenarbeit mit experimentellen Teams, die diese Materialien im Labor untersuchen. Die TU Wien liefert einen wichtigen Beitrag: Beteiligt sind die Teams von Sabine Andergassen, Silke Bühler-Paschen, Karsten Held und Alessandro Toschi.

Gefördert wird das Forschungsprojekt vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Swiss National Science Foundation. Insgesamt wird das Projekt QUAST (Quantitative Spatio-Temporal Model-Building for Correlated Electronic Matter) mit rund fünf Millionen Euro gefördert, für die Arbeiten an der TU Wien stehen dafür mehr als eine Million Euro zur Verfügung.

Quantenphasenübergänge und korrelierte Elektronen

Im Zentrum der Forschung stehen sogenannte Quantenphasenübergänge – Zustandsänderungen eines Materials, die nicht durch Temperatur, sondern durch rein quantenmechanische Effekte ausgelöst werden. Solche Übergänge finden am absoluten Temperaturnullpunkt statt und spielen eine entscheidende Rolle für Phänomene wie Magnetismus oder Supraleitung. Diese Effekte müssen quantenphysikalisch auf kleinster Skala erklärt werden – auf Ebene der Elektronen. Trotzdem bestimmen sie das makroskopische Verhalten von Materialien.

Eine besondere Herausforderung dabei sind nichtlokale Wechselwirkungen: Elektronen beeinflussen sich nicht nur unmittelbar an ihrem Aufenthaltsort, sondern auch über größere Distanzen hinweg. Diese Effekte sind theoretisch schwer zu fassen, aber entscheidend, wenn man komplexe Quantenmaterialien korrekt beschreiben will. Das Projekt QUAST soll dazu beitragen, diese Zusammenhänge besser zu verstehen – sowohl durch neue theoretische Modelle als auch durch den engen Austausch mit experimentellen Arbeiten im Forschungsnetzwerk.

Festkörper, Quanten, Computer 

Das Forschungsprojekt QUAST verknüpft gleich mehrere Forschungsschwerpunkte der TU Wien – Materialforschung, Quantenforschung und computergestützte Forschung. Gerade an der Schnittstelle dieser Themen konnte die TU Wien in den letzten Jahren immer wieder international punkten. Mit ihrer starken Rolle im neuen internationalen Projekt stärkt die TU Wien diese Position und leistet einen wichtigen Beitrag zu einem europaweiten Forschungsprogramm, das langfristig neue Wege zum Verständnis und zur gezielten Beschreibung moderner Quantenmaterialien eröffnen soll.