Quantendynamik von Störstellen mit langweitreichenden Störstelle-Umgebung Wechselwirkungen

• Antragsteller: Professor Dr. Ludwig Mathey, seit 12/2020
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422010195

Dies Forschungsprojekt strebt die Entwicklung neuer theoretischer Methoden für die Beschreibung der Nichtgleichgewichtsdynamik von Störstellen in atomaren Quantengasen mit langweitreichender Störstelle-Umgebung Wechselwirkung an. Zwei spezifische und experimentell relevante Störstelle-Umgebung Systeme werden untersucht: gefangene Ionen in einem ultrakalten Gas und zweipolige Störstellen in einem zweipoligen Fermi-Gas. Der stark anisotrope Charakter der Störstelle-Umgebung Wechselwirkung des letztgenannten Systems stellt eine Eigenschaft dar, die bisher im Bereich der Störstellephysik nicht umfassend untersucht worden ist. Zu diesem Zweck werden Methoden der Quantenoptik, wie Mastergleichungen, und der kondensierten Materie, wie diagrammatische Methoden, kombiniert, um eine neue Maschinerie für offene Quantensysteme zu entwickeln. Zwei wichtige wissenschaftliche Fragestellungen werden mit dieser hybridischen Nichtgleichgewichts-Beschreibung der Störstellen adressiert: erstens, die Kurz und die Lang-Zeitentwicklung der inneren und der Bewegungszustände der Störstelle; zweitens, die von der Umgebung induzierte Wechselwirkung zwischen Störstellen für Paarbildung und der Erzeugung von Verschränkung. Obschon das vorgeschlagene Projekt theoretisch ist, ist ein enger Austausch mit Experimentatoren geplant. Demzufolge wird dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zur Verwendung von Quantensimulatoren für die Untersuchung des Störstelleproblems in der Festkörperphysik sowie für zentrale Fragen der aktuellen experimentellen Forschung bieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Kooperationspartner: Professor Dr. Georg Morten Bruun
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Antonio Negretti, bis 12/2020