Physik von Verunreinigungsatomen in einem Bosegas

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Werner Hammer, seit 10/2019
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413495248

Dieses Projekt befasst sich mit statischen und dynamischen Eigenschaften von Verunreinigungsatomen in kalten bosonischen gasen. Eine geeignete Methode zur Untersuchung solcher Systeme besteht in der Verwendung des Konzepts des Polarons - eines Quasiteilchens, welches oft als ein Verunreinigungsteilchen zusammen mit niederenergetischen Anregungen (Phononen) der Umgebung dargestellt wird.Das Polaron-Problem ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis bestimmter Halbleiter, Hochtemperatur-Supraleiter und vieler anderer Materialien. Seine Bedeutung ist gut verstanden, allerdings ist seine Lösung immer noch außerhalb der Möglichkeiten gegenwärtiger klassischer Computer. Der Idee der analogen Quanten-Berechnung folgend konnten diese Quasiteilchen kürzlich in kalten bosonischen Gasen erzeugt werden. Diese experimentelle Errungenschaft bietet die Grundlage für die Überprüfung verschiedener Modelle und konzeptueller Ideen; sie vergrößert unser Verständnis von paradigmatischen Festkörper-Systemen mit Verunreinigungsteilchen und macht das Bose-Polaron-Problem zu einem Schlüsselproblem in der Physik der Quantengase.Das Hauptziel dieses Antrags ist die Erweiterung unseres Verständnisses der Physik von Verunreinigungsatomen in Experimenten mit kalten Atomen. Insbesondere möchte ich die Zeitentwicklung von Verunreinigungsatomen in eindimensionalen harmonisch gefangenen Bosegasen, emergente Polaron-Polaron-Wechselwirkungen und die Möglichkeit der Messung von Eigenschaften der Umgebung mit Hilfe des Polarons als Probe untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Artem Volosniev, bis 10/2019