Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 15: Cold Atoms; Ultra-cold Atoms; and Atoms in Traps; BEC; I

A 15.1: Hauptvortrag

Dienstag, 8. März 2005, 16:30–17:00, HU 3094

Ultrakalte Atome in einer Dimension: Von Bosonen über Fermionen zu Solitonen — •Joachim Brand — Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, Dresden

Bei den kältesten Temperaturen werden die Eigenschaften atomarer Gase wesentlich durch die Quantenstatistik und kohärente Wechselwirkungen bestimmt. In eindimensionalen Geometrien verschwimmen die Unterschiede zwischen Quantenstatistik und Wechselwirkung [1], und durch Veränderung der Wechselwirkungsstärke läßt sich aus bosonischen Atomen ein Gas mit fermionischen Eigenschaften, das Tonks-Girardeau-Gas erzeugen. Erst kürzlich gelang es, die atomaren Streueigenschaften eindimensionaler Bosonen durch ein fermionisches Pseudopotential auszudrücken. Somit läßt sich die Dualität zwischen Bosonen und Fermionen in einer Dimension ausnutzen, um das stark wechselwirkende Bose-Gas störungstheoretisch zu beschreiben. Mit Hilfe der Random Phase Approximation (RPA) erhalten wir Einblicke in verschiedene Korrelationsfunktionen, welche mit bisherigen Methoden nicht zugänglich waren [1]. Insbesondere erlaubt die Berechnung des dynamischen Strukturfaktors Rückschlüsse auf den Zusammenbruch der Superfluidität im stark korrelierten Bose Gas mit Hilfe des Landau-Kriteriums. Die Methode gibt auch Aufschluß über nichtlineare Anregungen wie Solitonen im stark-wechselwirkenden Bereich.

[1] J. Brand, J. Phys. B, 34, S287 (2004)

[2] J. Brand und A. Yu. Cherny, cond-mat/0410311.