Lehrinhalte
Die Vorlesung beschäftigt sich mit der theoretischen Beschreibung von ultrakalten atomaren Quantengasen. Dieses Thema aus der Bereich der Atom-, Molekül- und optischen Physik ist hochaktuell und bietet viele Anknüpfungspunkte in die Physik der kondensierten Materie oder der Vielteilchenphysik. Deshalb wurden auf diesem Gebiet auch einige Nobelpreise vergeben z.B. (Laserkühlen, 1997) und Bose-Einstein-Kondensation (2001).
Wir werden in der Vorlesung der Temperaturskala folgen und die Physik atomare Gase von mirko-Kelvin bis zu nano-Kelvin beschreiben. Numerische Simulationen, Mathematica Demonstrationen und Bezüge zu aktuelle Forschung illustrieren die vorgestellten Konzepte.
[list=1]
[*]Einzelne Atome Ensemble:
[list]
[*]Mechanische Lichtkräfte, optischen Potentiale und optische Gitter
[*]Konzepte des Laserkühlen: Beschreibung des Dopplerlimits mit der Fokker-Planck Gleichung
[/list]
[*]Zweiteilchenphysik: Beschreibung der Wechselwirkung
[list]
[*]skalare Streutheorie, Partialwellenentwicklung, Streuphase, Streuquerschnitt, S-Matrix, gebundene Zustände, Resonanzen Modellpotentiale
[*]Mehrkanalstreutheorie: Feshbach-Resonanzen
[/list]
[*]Quantenstatistik: verschiedene atomare Isotope zeigen unterschiedliche Statistsik
[list]
[*]Bosonische und fermionische Atome
[*]Zweite Quantisierung
[*]Thermische Ensembles mit und ohne Wechselwirkung
[*]Ballistische Expansion, Skalenansatz,
[*]Hartree-Fock Theorie, Symmetriebrechung
[/list]
[*]Kondensation von Bose-Teilchen
[list]
[*]Gross-Pitaevskii Theorie
[*]Bogoliubov Anregungen
[*]Hydrodynamik, Wirbel, Kondensation mehrkomponentiger Teilchen
[/list]
[*]Resonante BCS Theorie
[/list]
[list]
[/list]
Literatur
Meine Vorlesung verwendet unter Anderem:
Bose-Einstein Condenstion in Dilute Gases, C. Pethick and H. Smith (Cambridge, 2002)
Bose-Einstein Condensation, L. Pitaevskii and S. Stringari, (Oxford, 2003)
und aktuelle Überblicksartikel.
Die Grundlagen der Quantenmechanik, Quantenoptik und Statistische Physik
Cohen-Tannoudji, Quantum Mechanics Vol I+II, W.P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space (Wiley), Schwabl, Statistische Physik (Springer) sind natürlich immer relevant.
Voraussetzungen
Grundkurse des Bachelorstudiums
Online-Angebote
moodle
- Lehrende: Lars Arne Schäfer
- Lehrende: Reinhold Walser