Anregungsspektrum stark korrelierter ultrakalter dipolarer Gase aus First-Principle thermodynamischen Simulationen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Alexei V. Filinov
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242159236

Ultrakalte Gasen mit großem Dipolmoment, wie Chrom, Erbium, Dysprosium und polare Moleküle, sind von stark wachsendem Interesse, da sie ein Beispiel für stark nichtideale Bose-Systeme darstellen. Eine akkurate theoretische Beschreibung muss daher über eine Mean-Field-Behandlung hinausgehen und erfordert einen mikroskopischen Zugang. In diesem Projekt wird ein numerischer Ansatz, der auf ersten Prinzipen beruht, entwickelt:eine Kombination von Pfadintegral Monte-Carlo-Simulationen mit stochastischen Optimierungsverfahren. Dies erlaubt eine First-Principle-Rekonstruktion des kollektiven Anregungsspektrum (Spektraldichte) aus den imaginärzeitigen Korrelationsfunktionen. Wir konzentrieren uns auf eine systematische Untersuchung des Einflusses von endlichen Temperaturen, Dichte, Dämpfung und Quasiteilchen Zerfallsprozessen auf die kollektiven Moden, sowohl für homogene als auch für dipolare Bosegase in Fallen.In einem nächsten Schritt wird der Zugang verallgemeinert, um das Spektrum rotierender Bosekondensate, sowie von Bosegasen mit Vortex-Zuständen zu beschreiben. Die numerischen Resultate werden mit den Vorhersagen der Bogoliubov-, Bogoliubov-de-Gennes- und Thomas-Fermi-Näherungen, sowie mit Summenregel-Ansätzen verglichen. Um die theoretischen Vorhersagen für dipolare Bosegase experimentell zu überprüfen, (insbesondere für endliche Temperaturen), ist eine enge Zusammenarbeit mit der experimentellen Gruppe von Prof. S.Ospelkaus (Institut für Quantenoptik, Universität Hannover) geplant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Michael Bonitz