Oldenburg-Pisa-Kollaboration ist "highlight" der American Physical Society

Große Anerkennung für ein Team von theoretischen Physikern aus Oldenburg und Experimentatoren aus Pisa: Die amerikanische physikalische Gesellschaft (APS) stufte eine gemeinsam von Dr. Andre Eckart (jetzt in Barcelona), Prof. Dr. Martin Holthaus (AG Theorie der kondensierten Materie der Universität Oldenburg) und ihren italienischen Kollegen publizierte Arbeit mit dem Titel "Exploring dynamic localization with a Bose-Einstein condensate" (Phys. Rev. A 79, 013611 (2009)) als "highlight" ein und berichtete darueber in ihrer Serie "Physics - spotlighting exceptional research".
(http://physics.aps.org/)

Der Schwingkörper eines Pendels, der über den Aufhängungspunkt des Pendels gebracht und dann losgelassen wird, fällt sofort herunter, es sein denn, das Pendel wird einer zeitperiodischen Kraft ausgesetzt, die es in der invertierten Position stabilisieren kann.

Ein ähnlicher Effekt tritt in der Quantenmechanik auf: Das Wellenpaket eines Teilchens, das sich auf einem periodischen Gitter bewegt, breitet sich normalerweise über das ganze Gitter aus - es sei denn, es wirkt eine zeitperiodische Kraft, die das Teilchen permanent an einer Stelle festhalten kann. Dieser Effekt, der seit seiner Vorhersage vor 22 Jahren als "dynamische Lokalisierung" bekannt ist, konnte nun auf Anregung der Oldenburger Theoretiker von ihren experimentellen Partnern in Pisa mit Bose-Einstein-Kondensaten in geschüttelten optischen Gittern beobachtet werden.

In ihrer Publikation erläutert das Team, dass diese Beobachtung einen Meilenstein auf dem Weg zu einer neuen Form des "quantum engineering" darstellt: Ein Elektron, das sich in dem periodischen Potential eines Gitters bewegt, wird duch die berühmten Bloch-Wellen der Festkörperphysik beschrieben. Ultrakalte Atome in geschüttelten optischen Gittern spüren dagegen die räumliche
Periodizitaet des Gitters UND die zeitliche Periodizitaet des Schüttelns, so dass neuartige Quantenzustaende auftauchen, die von den Autoren als "raumzeitliche Bloch-Wellen" bezeichnet werden. Weil sich eine Achse von deren Gitter nicht wie üblich im Raum, sondern in der Zeit erstreckt, können diese Zustände systematisch manipuliert und kontrolliert werden, indem man z.B. einfach die Amplitude oder Frequenz des Schüttelns verändert. Diese Tatsache erklärt nicht nur die dynamische Lokalisierung, sondern könnte auch zu weiteren neuartigen Anwendungen führen - das Team bleibt am Ball.

Kontakt: Pro.Dr. Martin Holthaus, Institut für Physik, Tel. 0441/798-3960

E-Mail:holthaus@theorie.physik.uni-oldenburg.de