Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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PV: Plenarvorträge

PV VII

PV VII: Plenarvortrag

Mittwoch, 28. März 2001, 14:30–15:00, S 4

Billardspiel mit Mikrowellen: Experimente zum Quantenchaos — •Achim Richter — Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Schlossgartenstrasse 9, 64289 Darmstadt — Träger der Stern-Gerlach-Medaille

Hinreichend flache Mikrowellenresonatoren – sogenannte Billards – sind als Systeme mit einer geringen Anzahl von Freiheitsgraden besonders geeignet, das quantenmechanische Verhalten klassisch chaotischer Systeme zu untersuchen. Mit supraleitenden Resonatoren höchster Güte gelingt es dabei erstmals, Eigenmodenspektren und Eigenfunktionen vollständig zu bestimmen und deren statistische Eigenschaften zu studieren. Anhand verschieden geformter Billards werden Modellsysteme unterschiedlicher Chaotizität vorgestellt, deren Eigenschaften generisch sind und sich deshalb auch in anderen Quantensystemen wiederfinden. Das wird am Beispiel von Atomkernen diskutiert. Neben dem zentralen Punkt der periodischen Bahnen und deren Beschreibung in semiklassischer Näherung nach Gutzwiller wird auch die Behandlung der spektralen Eigenschaften mithilfe der Theorie der Zufallsmatrizen angesprochen. Weiterhin werden Messungen zum wellendynamischen Chaos in dreidimensionalen Billardsystemen vorgestellt. Im Falle von offenen Systemen schliesslich wird eine weitere physikalische Grösse – der Imaginärteil der Eigenwerte – über die Messung der Resonanzbreite zugänglich. Damit ist es erstmals experimentell möglich geworden, die kürzlich theoretisch vorhergesagte Existenz sogenannter ”exceptional points”, die Verzweigungspunkten auf der Riemann’schen Fläche entsprechen, nachzuweisen.