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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 47: Quanteninformation: Atome und Ionen 2

Q 47.8: Vortrag

Donnerstag, 15. März 2012, 15:45–16:00, V7.02

Numerische Simulationen und Vorbereitung zur experimentellen Realisierung einer Quanten-thermodynamischen Wärmekraftmaschine mit einzelnen Ionen — •Johannes Roßnagel¹, Georg Jacob¹, Ferdinand Schmidt-Kaler¹, Obinna Abah², Eric Lutz³ und Kilian Singer¹ — ¹Quantum, Institut für Physik, Universität Mainz, 55128 Mainz, Germany — ²Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg, Germany — ³Dahlem Center für komplexe Quantensysteme, Freie Universität Berlin, 14195 Berlin

Die Untersuchung von Wärmekraftmaschinen im Quanten-Regime ist ein aktuelles Forschungsfeld, in dem Thermodynamik und Quanteninformation miteinander verbunden werden. Wir präsentieren Simulationen und Vorbereitungen auf dem Weg zur experimentellen Realisierung eines Quanten-thermodynamischen-Kreisprozesses. Als aktives Medium dieser Quanten-Wärmekraftmaschine wird ein einzelnes Ca⁺-Ion in einer neuartigen, asymmetrischen Paul-Falle eingesetzt. Das kalte und warme Wärmebad wird durch nahresonantes rot und blau verstimmtes Laserlicht realisiert, wobei das Ion durch den Doppler-Effekt abwechselnd gekühlt und aufgeheizt wird. Die Arbeit dieser Maschine wird gegen ein axial eingestrahltes Lichtfeld eines Dissipationslasers verrichtet. Ein solches System erlaubt die Kontrolle und eine unabhängige Manipulation sämtlicher äußerer Parameter in einem weiten Bereich. Wir präsentieren Simulationen aus denen die Leistung und Effizienz dieser Maschine ermittelt werden kann.