Physikalisches Institut

Willkommen auf unserer Webpräsenz.

Die Gruppe Computational Quantenphysik stellt hier ihre Arbeit vor.

Von Links: Stefan Kühn, Benjamin Jetter, Johannes Märkle, Prof. Thomas Judd, Robin Raymond

Unser Forschungsinteresse sind die Interaktionen zwischen ultrakalten Atomen und Nanotechnologie. Wir interessieren uns für die grundlegenden Aspekte der Quantenphysik und die Frage wie kalte Materie auf kleinsten Skalen manipuliert werden kann. Das Ziel ist es den Weg zur Kreation neuer, kleinster Technologien zu ebnen, die die entstehenden Probleme der Quanteneffekte nicht nur mildert, sondern diese sogar ausnutzt.

Unsere Spezialgebiet sind groß angelegte Computersimulationen, die auf Supercomputern gerechnet werden.

Wir arbeiten eng zusammen mit Experimental- und Theoriearbeitsgruppen in Tübingen und Nottingham, England.

Aktuelle Forschungsprojekte:

Kalte Atome und Kohlenstoffnanoröhren Wir studieren die Interaktion zwischen Bose-Einstein Kondensaten und Kohlenstoffnanoröhren im Zusammenhang mit einigen aktuellen Experimenten in Tübingen. Es ist uns gelungen, die wichtigen Kräfte dieser Interaktion zu identifizieren und Informationen über die elektromagnetischen Eigenschaften der Nanoröhren zu erhalten. Diese Anordnung stellt eine neue Art Mikroskop dar, das außergewöhnlich auf van der Waals Kräfte anspricht. http://www.nature.com/.../nnano.2011.80.html Kalte Atome und Graphen Graphen hat eine Anzahl nützlicher Eigenschaften die die Vermutung nahelegen, dass es eine wichtige Rolle bei zukünftigen Technologien spielen wird. Wir haben Wege gefunden, die elektischen Eigenschaften von Graphen mit kalten Atomen zu steuern. Zugleich haben wir die Frage untersucht, wie hochwertige Spiegel für Atome hergestellt werden könnten und kamen zum Schluss, dass dünne dielektrische Schichten und Halbleiter Materiale sind, die in diesem Zusammenhang hilfreich sein könnten. http://arxiv.org/abs/1105.2486
Kalte Atome und Halbleiterheterostrukturen Halbleiterheterostrukturen sind moderne Materialien die eine große Rolle z.B. in Mobiltelefonen spielen. Wir haben festgestellt, dass mittels kalter Atome der elektrische Fluss in diesen Bauteilen gesteuert werden kann. Durch fokussieren von Atomen mit einer Fresnel'schen Zonenplatte ist es möglich löschbare Lithographie zu betreiben, wobei die Atome zur Erstellung von Strukturen und Leitern benutzt werden, ähnlich wie bei der Zeichentafel "Etch-A-Sketch". http://iopscience.iop.org/1367-2630/12/6/063033 Endliche Temperaturbeschreibung kalter Atome Bei der Beschreibung der Interaktion kalter Atome mit Festkörpern ist es oft wichtig die Temperatur zu berücksichtigen. Diese nimmt Einfluss auf die Quantenkohärenz und die möglichen Quantenverschränkungen des Systems. Allerdings ist die Theorie hierzu sehr komplex, vorallem im Kontext von Solid-State Bauteilen, weshalb sich Supercomputer anbieten um dieses Problem zu bearbeiten. http://pra.aps.org/abstract/PRA/v79/i6/e063624