Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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PV: Plenarvorträge

PV XI

PV XI: Plenarvortrag

Mittwoch, 20. März 2002, 15:00–15:30, HS 19

Quantendynamik korrelierter Coulombsysteme — •Michael Bonitz — Universität Rostock, Fachbereich Physik, 18051 Rostock — Träger des Gustav-Hertz-Preises

Geladene Teilchen – Elektronen, Ionen, Löcher im Festkörper oder Positronen – und die zwischen ihnen herrschende Coulombwechselwirkung bestimmen die Struktur eines Großteils der uns umgebenden Materie. Dazu zählen die meisten kosmischen Objekte; und auch die uns auf der Erde täglich begegnende Natur, einschließlich der Atome und Moleküle, wird durch die Coulombkraft zusammengehalten (von der Struktur der Kerne sei hier abgesehen).

Im Gegensatz zu klassischen Coulombsystemen sind wir im Quantenregime (bei tiefen Temperaturen oder/und hohen Dichten) von einer umfassenden und akkuraten theoretischen Beschreibung bzw. numerischen Modellierung noch weit entfernt. Der Grund ist natürlich die große Reichweite des Coulombpotentials, die zu Vielteilchen-Korrelationen und kollektivem Verhalten führt und ihre Verzahnung mit Quanten- und Spineffekten. Zusätzliche interessante Phänomene treten in mesoskopischen (Wenig-Teilchen-)Systemen auf. Noch interessanter, aber auch erheblich komplizierter, ist das Nichtgleichgewichts-Verhalten von Coulombsystemen, ausgelöst insbesondere durch Einwirkung ultrakurzer bzw. hochintensiver Laserpulse. Dabei laufen komplexe Relaxationsprozesse auf Skalen von Femtosekunden bzw. Nanometern ab, bei denen neue, exotische Materieformen entstehen können.

Der Vortrag gibt einen Überblick über Stand und Perspektiven der theoretischen und numerischen Beschreibung von Coulombsystemen in Plasmen und Festkörpern im Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht.