2026年8月12日——自2026年8月1日起，Johannes Mitscherling博士在维尔茨堡大学建立了新的Emmy Noether研究小组，该小组隶属于理论物理第四教席。这位理论固体物理学家将与团队一起，利用几何方法研究新型量子材料及相关现象。此前，他曾在德累斯顿马克斯·普朗克复杂系统物理研究所Libor Šmejkal博士的课题组以及美国加州大学伯克利分校Joel Moore教授的课题组从事研究工作。

德国研究联合会（DFG）将在未来六年内向Mitscherling博士及其团队提供190万欧元的研究经费。通过Emmy Noether计划，DFG使优秀研究人员能够在职业生涯早期通过领导自己的研究小组，获得大学教授资格的资质。

新小组的研究重点：几何量子物质

“近年来量子模拟器和材料研究领域取得的实验进展令人印象深刻。研究人员现在能够精确地生成和控制电子的波函数。为了更好地理解和预测这些系统的量子物理特性，我们需要超越波函数全局属性——即拓扑——的直观而定量化的理论方法，”Mitscherling博士这样描述其工作的动机。

他的团队正通过将固体物理学的成熟概念与几何学和量子信息学的思想相结合，朝着这一目标迈进。其目标是寻找波函数展现出特别非传统几何性质的材料。

波函数的几何分类旨在预测晶体中的新现象

“材料的原子和对称性限制了电子可以呈现的量子态。我们从几何角度解读和分析所有可能状态的总和。我们问自己：这些状态是形成环还是球？它们相距多远？它们在状态空间中如何分布？这些性质为我们提供线索，例如某种材料是否特别擅长将光转化为电能，”Mitscherling博士在解释其团队的几何方法时说道。

新小组有一个雄心勃勃的目标：旨在为晶体系统开发一套完整的波函数几何分类体系。

“有了这套分类体系，我们将能够更准确地预测哪些材料最有前景——例如用于光伏——以及如何通过外部影响（如压力或光）来具体诱导和控制它们的性质。这样，我们就能够以系统而可控的方式接近实验中观测到的非常令人兴奋的多体和非平衡物理。”

Mitscherling博士特别关注两个研究领域：非常规磁性（例如交变磁体中的磁性），以及二维异质结构中具有奇异准粒子的材料。

计划与维尔茨堡物理系及ctd.qmat卓越集群开展密切合作

新的Emmy Noether研究小组将紧密融入维尔茨堡的研究格局。维尔茨堡大学在国际上尤其以拓扑量子材料领域的研究而闻名。

“虽然拓扑学提供了对波函数整体形状的重要见解，但量子几何使我们能够更详细地描述波函数的特征。我们很高兴能通过在维尔茨堡大学的密切合作以及维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat的框架内贡献这一新方法，并从当地强大的专业知识中受益，”Mitscherling博士强调道。

新组长的工作经历

Johannes Mitscherling，1991年出生于门兴格拉德巴赫。自2011年起在亚琛工业大学学习物理。在巴黎的Erasmus交流项目期间以及在于利希研究中心的硕士论文工作中，他专攻理论固体物理。2016年，这位科学家前往斯图加特的马克斯·普朗克固体物理研究所攻读博士学位，并于2021年以“summa cum laude”（最高荣誉）的成绩完成博士学业。

凭借其在量子几何方面的初步构想，Johannes Mitscherling获得了DFG的Walter Benjamin奖学金和德国国家科学院Leopoldina的博士后奖学金。这些资助使他得以在2022至2024年间作为Leopoldina博士后研究员在美国加州大学伯克利分校从事研究。此后，他返回德国，进入德累斯顿的马克斯·普朗克复杂系统物理研究所。在那里，他成功为其Emmy Noether研究小组争取到了资助。