Vielteilchen-Quantentransport mit ultrakalten Bosonen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Buchleitner, seit 3/2014
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246058692

Die heutigen experimentellen Möglichkeiten zur Kontrolle ultrakalter Quantengase erlauben sowohl die Herstellung von Vielteilchenzuständen als auch die zeitliche Entwicklung und die Beobachtung der Systeme mit bisher unerreichter räumlicher wie zeitlicher Auflösung. Insbesondere eröffnet das Wechselspiel zwischen der Kontrolle durch äußere Felder, durch interne Korrelationen (Teilchen-Teilchen-Wechselwirkung) und durch die gezielte Kopplung an Umgebungen viele neue Möglichkeiten, quantenmechanische Vielteilchensysteme maßzuschneidern.Unser Ziel ist es, geeignete theoretische Verfahren zur Beschreibung offener Vielteilchensysteme, bestehend aus ultrakalten Bosonen, zu entwickeln. Mit vereinten Kräften wollen wir uns mit Arbeitsgruppen in Freiburg und Kaiserslautern konzentrieren auf Atome in eindimensionalen Ketten von Potentialtöpfen, die an beiden Enden an Reservoire koppeln. In einem makroskopischen Bild entspricht dieses Szenario dem Anlegen einer Spannung über die Gitterkette, was zum Teilchentransport führt, den wir untersuchen wollen. Wir werden in engem Austausch mit Experimentatoren die Frage klären, wie man mit modernen experimentellen Methoden gute Reservoire bauen kann. Auf der theoretischen Seite streben wir nach einer realistischen und einheitlichen Beschreibung des Quantentransports durch das Gitter mit Hilfe von Korrelationsfunktionen (Greenschen Funktionen), die über eine reine Markovsche Badankopplung und über Molekulfeldnäherungen der Vielteilchenprozesse hinausgeht. Umfangreiche numerische Rechnungen leiten und unterstützen dabei unsere analytische Modellbildung. Dies eröffnet neue Wege, auch Atome mit langreichweitiger Wechselwirkung und mehrdimensionale Anordnungen zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, Griechenland
• Beteiligte Personen: Georgios Kordas; Professor Dr. Herwig Ott; Professor Dr. Peter Schlagheck; Privatdozent Dr. Thomas Wellens
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Sandro Wimberger, bis 3/2014