Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 58: Quanteninformation: Atome und Ionen III
Q 58.3: Vortrag
Freitag, 6. März 2009, 11:00–11:15, VMP 6 HS-A
Test der Quanten-Jarzynski-Gleichung mit kalten Ionen in einer segmentierten Paul-Falle — •Gerhard Huber1, Sebastian Deffner2, Eric Lutz2 und Ferdinand Schmidt-Kaler1 — 1Universität Ulm, Institut für Quanteninformationsverarbeitung, Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm — 2Department of Physics, University of Augsburg, D-86135 Augsburg
Wir stellen ein Schema vor [1], mit dem ein experimentell bisher noch nicht verifiziertes, bemerkenswertes Ergebnis aus der Quantenthermodynamik überprüft werden kann. Die Jarzynski-Gleichung [2] erlaubt es, Änderungen der freien Energie eines Systems unter beliebig schnellen Potentialänderungen [3] exakt zu berechnen. Der Bewegungszustand eines einzelnen kalten Ions in einer segmentierten Paul-Falle kann geeignet präpariert und sein Bewegungszustand mit solcher Präzision vermessen werden, dass es möglich ist, die zur Überprüfung der Jarzynski-Gleichung benötigte Arbeitsverteilung [4] zu rekonstruieren. Das geschieht mit einem „Phononen-Filter“, der quantenoptisch mittels Laserpulsen realisiert wird und auf nichtdestruktiver Fluoreszenzdetektion beruht [1]. Unser Schema zeigt, dass gefangene Ionen ein ideales System für experimentelle Untersuchungen von Prozessen der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik darstellen.
[1] G. Huber et al., Phys. Rev. Lett. 101, 070403 (2008)
[2] C. Jarzynski, Phys. Rev. Lett. 78, 2690 (1997)
[3] G. Huber et al., New J. Phys. 10, 013004 (2008)
[4] S. Deffner and E. Lutz, Phys. Rev. E 77 021128 (2008)