Coherent control of time-periodically forced matter waves

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Holthaus
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 144180541

In den letzten Jahren konnten mehrere experimentelle Gruppen bemerkenswerte Fortschritte erzielen bei dem Versuch, den Zustand ultrakalter Quantengase durch eine zeitperiodische Modulation ihres einschliessenden Potentials mit Frequenzen im Kilohertz-Bereich gezielt zu kontrollieren. Die dazu inzwischen vorliegenden Ergebnisse reichen von der kohaerenten Kontrolle des Mott-Uebergangs ueber die Beobachtung von Photon-unterstuetzten Tunnelprozessen bis hin zur Realisierung eines "Simulators" fuer frustrierten klassischen Antiferromagnetismus. In dem hier beantragten Vorhaben werden die physikalischen Mechanismen, die eine derartigeKontrolle ermoeglichen, theoretisch untersucht und systematisch beschrieben. Aufbauend auf den Resultaten der ersten Projektphase werden dabei zunaechst die Bedingungen charakterisiert, unter denen das Verhalten eines zeitperiodisch angetriebenen ultrakalten Bose-Gases eine vereinfachte mean field-Beschreibung noch (oder nicht mehr) zulaesst. In einem zweiten Schritt soll dann der Transfer bereits bekannter Einteilchen-Kontrollmechanismen auf die Vielteilchenebeneerfolgen. Schliesslich sollen insbesondere auch neuartige statistische Effekte, die auf der Existenz einer stationaeren Verteilungsfunktion fuer Floquet-Zustaende beruhen, genau untersucht werden. Zu den moeglichen Ergebnissen dieses Projektes gehoert die Angabe von Vorschriften fuer die Praeparation ungewoehnlicher Zustaeande makroskopischer Materiewellen, die ohne einen aeusseren zeitperiodischen Antrieb nicht realisiert werden koennten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen