Quantenkorrelationen durch Chaos

Theoretische Physik: Veröffentlichung in "Physical Review Letters"

Die Oldenburger Physiker der  PD Dr. Christoph Weiß und Niklas Teichmann (Arbeitsgruppe Theorie der Kondensierten Materie) haben einen interessanten Zusammenhang zwischen „klassischem Chaos“ und Quantenkorrelationen entdeckt. Sie berichten darüber in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“.

Das vielleicht bekannteste Beispiel dafür, dass bei chaotischen Systemen kleine Änderungen große Effekte hervorrufen können, ist der so genannte Schmetterlingseffekt: Der Flügelschlag eines Schmetterlings kann unter Umständen in großer Entfernung einen Sturm auslösen. Damit ist keineswegs das Phänomen gemeint, dass ein Schneeball eine Lawine auslösen kann, sondern die extreme Empfindlichkeit eines chaotischen Systems im Hinblick auf Änderungen der Anfangsbedingungen.

Die Autoren legen dar, dass sich für ein System aus ultrakalten Atomen in zwei Potentialmulden, an denen periodisch gewackelt wird, neben einer klassischen Analyse des Systems auch eine quantenmechanische Untersuchung durchführen lässt. Dabei treten bei Computersimulationen überraschenderweise dann Viel-Teilchen-Quantenkorrelationen auf, wenn sich das klassische System chaotisch verhält. Solche Quantenkorrelationen spielen beispielsweise bei der Realisierung von Quantencomputern eine tragende Rolle und bilden einen Schwerpunkt der aktuellen Forschung.

Die beiden Wissenschaftler hoffen, durch ihre Erkenntnisse experimentelle Untersuchungen auf diesem „hochspannenden Gebiet der Physik“, so Weiß, anzuregen.
Teile der Arbeit wurden mit finanzieller Unterstützung der Europäischen Union in Paris durchgeführt. Weiß forschte dort am angesehenen Laboratoire Kastler Brossel, und Teichmann nahm an einem dreimonatigen Workshop am Institut Henri Poincaré teil.


Artikel im Phyical Review Letters
 

BildKontakt: PD Dr. Christoph Weiß
AG Theorie der Kondensierten Materie, Institut für Physik,
Tel.: 0441/798-3069
E-Mail: weiss@theorie.physik.uni-oldenburg.de