Neue Erkenntnisse über die Quantenwelt der ultrakalten Atome
Werden Atome oder Moleküle bei Temperaturen nahe null Kelvin gehalten, stoppt die Bewegung fast und es tauchen merkwürdige Phänomene auf: Die Atomeigenschaften bleiben dabei unbekannt oder sind stark von denjenigen anderer, entfernter Atome abhängig. Das EU-finanzierte Projekt MASCARA (Quantum dynamics of strongly correlated systems and ultra-cold atomic gases) wollte grundlegende Fragen über die in Gitterbosonen und Quantengasen im kontinuierlichen Raum vorhandene Dynamik beantworten. Die Wissenschaftler setzten eine rechnerische Methode für Quantensysteme, das t-VMC-Verfahren (time-dependent variational Monte Carlo), ein, um die Korrelation in ultrakalten Atomen zu untersuchen. Bei ihrem Versuch der Untersuchung, wie schnell sich Korrelationen in Gitterbosonen nach einem Quanten-Quench ausbreiten können, beantworteten die Wissenschaftler zwei grundlegende Fragen. Durch die weitere Erkundung der Rolle der Dimensionalität des Systems bei der Verbreitung von Quanteninformationen konnte das Team das Wissen darüber erweitern, wie die Geometrie die Geschwindigkeit verändern kann, mit der Quanteninformationen in einem korrelierten Quantensystem vorankommen können. Ein weiterer Teil der Untersuchungen zielte darauf ab, den Transport und die kollektive Bewegung in interagierenden Quantengasen zu erforschen. Dieses Ziel wurde mit der Ausweitung des t-VMC auf Systeme im kontinuierlichen Raum erreicht. Die Projektergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der Quanteneigenschaften der Materie bei und sind in zahlreichen wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlicht worden.
Schlüsselbegriffe
ultrakalte Atome, molekulare Gase, atomare Gase, Gitterbosonen, Quantengase
