Prof. Dr. Ángel Rubio

Forschungsschwerpunkte: Ultraschnelle Phänomene in molekularen und kondensierten Systemen, zeitabhängige Funktionaltheorie für Quantenelektrodynamik, Charakterisierung neuer Nicht-Gleichgewichtszustände der Materie.
Ángel Rubio ist ein spanischer Physiker. Er entwickelt theoretische Instrumente, die sowohl bei der Untersuchung elektronischer Reaktionen von Materialien und Molekülen als auch bei der Vorhersage von Nicht-Gleichgewichtsphasen der Materie helfen. Bekannt ist er für seine äußerst einflussreichen Arbeiten und seine Führungsrolle in der rechnergestützten Festkörperphysik, die Vorhersage neuartiger Materialeigenschaften im Nanometerbereich und, in jüngerer Zeit, neue Nichtgleichgewichtsphasen der Materie, die das Feld der Hohlraum-Materialtechnik und der QED-polaritonischen Chemie eröffnen. Er gilt als Pionier der computergestützten Materialwissenschaft und ist einer der Begründer der modernen theoretischen Spektroskopie.
Die Forschung von Ángel Rubio konzentriert sich auf die Modellierung und Theorie der elektronischen und strukturellen Eigenschaften kondensierter Materie. Er entwickelt theoretische Instrumente, die das Studium elektronischer Reaktionen von Materialien und Molekülen sowie die Vorhersage von Nicht-Gleichgewichtsphasen der Materie unterstützen. Die von ihm entwickelten Instrumente ermöglichen es, die elektronische Anregung von Materialien und Nanostrukturen zu berechnen. Rubio und seine Gruppe sind die Begründer und Entwickler des weit verbreiteten ab initio computational materials research open-source project octopus (http://www.tddft.org), das die Nicht-Gleichgewichtsdynamik von Quantenmaterie unter dem Einfluss beliebiger zeitabhängiger Felder simuliert.
Rubios Erkenntnisse zur rechnergestützten Festkörperphysik umfassen die Veränderung der molekularen chemischen Landschaft und der Reaktivität durch die Kopplung von Molekülen an Quantenhohlraum-Vakuumfluktuationen (polaritonische Chemie). Er entwickelte und etablierte den theoretischen Rahmen für die „Quantum-Electrodynamic Density Functional Theory (QEDFT)“. Diese Theorie wird verwendet, um starke Licht-Materie-Phänomene in der Chemie und den Materialwissenschaften zu beschreiben. Sie ist eine Verallgemeinerung der zeitabhängigen Dichtefunktionaltheorie (DFT), die ausdrücklich die zeitabhängigen Wechselwirkungen von Protonen und Elektronen behandelt. Seine Theorien bieten neue Einblicke in die Veränderungen der molekularen chemischen Landschaft und ihrer Reaktivität durch die Kopplung von Molekülen an Vakuumfluktationen in Quantenhohlräumen. Dies ermöglicht die Vorhersage und Beschreibung von neu entstehenden Materialzuständen.
Ángel Rubio leistete zudem bahnbrechende Arbeit zu Nanoröhren aus Verbundwerkstoffen, neuen lichtgesteuerten kollektiven Phänomenen in Festkörpern, der theoretischen Spektroskopie und ihren Anwendungen auf Quantenmaterialien, Floquet- und Hohlraum-Materialtechnik und Moiré-Quantensimulatoren. Er forschte an der Theorie der elektronischen Struktur von niedrigdimensionalen Systemen, molekularen Verbindungen und Clustern – vor allem von Kohlenstoff- und Bor-Kohlenstoff-Stickstoff-Nanostrukturen.