FORSCHUNGSBEREICH
Korrelationen in Raum und Zeit: Im Labor können wir Quantensysteme nahezu perfekt präparieren und kontrollieren und so diese Korrelationsfunktionen in konstruierten Modellsystemen untersuchen. Die Fähigkeit, die dynamische Antwortfunktion in hochgradig abstimmbaren Systemen aufzulösen, ermöglicht es uns, den Übergang von regulärem zu chaotischem Verhalten zu untersuchen. Ein zusätzlicher Aspekt ist die Tatsache, dass wir die Dynamik auch zeitlich umkehren können.
Dynamische Eichfelder: Im Standardmodell der Teilchenphysik wird die Wechselwirkung zwischen den Elementarteilchen durch Eichtheorien beschrieben. Diese Theorien haben eine enorme Vorhersagekraft, aber die Berechnung der Dynamik, die sie erzeugen, ist eine extrem schwierige Aufgabe. Daher gibt es in der Hochenergiephysik viele ungelöste Probleme wie den Quarkeinschluss oder die Dynamik von Quarks und Gluonen bei Schwerionen-Kollisionen. Anstatt sie in klassischen Geräten zu berechnen oder in riesigen Beschleunigeranlagen zu untersuchen, wollen wir Gittereichtheorien auf dem optischen Tisch implementieren, indem wir atomare Gase in optischen Gittern das Zusammenspiel von Teilchen, Antiteilchen und Eichbosonen nachahmen lassen. Auf diese Weise könnten Experimente bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt Einblicke in ungelöste Phänomene geben, die in der Natur bei sehr hohen Energien auftreten.
Verschränkung: Wir verwenden perfekt kontrollierte Gase mit ultrakalten Atomen, um sowohl die grundlegenden Aspekte als auch die Anwendungen der Verschränkung zu erforschen. So haben wir beispielsweise die "spukhafte Wirkung" zwischen zwei räumlich getrennten Teilen einer Atomwolke beobachtet und eine Verschränkung erzeugt, die zur Verbesserung der Präzision von Atomuhren und Magnetometern beitragen kann.
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Wir untersuchen atomare und molekulare Quantensysteme im Hinblick auf ihre Wechselwirkungen auf verschiedenen Komplexitätsebenen. Von besonderer Bedeutung ist die Anwendung und Erweiterung moderner Methoden zur Manipulation und Quantenkontrolle auf Vielteilchen-Quantensysteme, insbesondere unter Verwendung von kohärentem Licht. Die untersuchten Systeme reichen von hochangeregten Rydberg-Atomen über atomare und molekulare Quantengase bis hin zu molekularen Aggregaten. Die Gruppe entwickelt Technologien zum Einfangen und Kühlen von neutralen Atomen sowie zur quantenzustandsempfindlichen Diagnostik.
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Unsere Forschungsgruppe betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Quanten- und Atomphysik. In unseren Experimenten nutzen wir ultrakalte Atomwolken, um zu verstehen, wie sich komplexe Quantensysteme verhalten. Insbesondere interessieren wir uns für die Frage, wie starke Wechselwirkungen, reduzierte Dimensionalität (1D und 2D) und endliche Systemgröße die physikalischen Eigenschaften eines Quantensystems beeinflussen. Weitere Informationen zu aktuellen Forschungsprojekten und den Versuchsaufbauten finden Sie hier.
Unsere Forschungsgruppe erforscht das Verhalten von Quantenflüssigkeiten in Experimenten mit ultrakalten Atomansammlungen. Insbesondere interessieren wir uns für die Frage, wie sich komplexe Quantenordnungen und Phasenstrukturen in atomaren Gasen bilden können, vor allem wenn sowohl anisotrope Wechselwirkungen mit großer Reichweite als auch (isotrope) Wechselwirkungen mit kurzer Reichweite zwischen den Atomen vorhanden sind und wenn sie auf einen niedrigdimensionalen Raum beschränkt sind. Weitere Informationen über die laufenden Forschungsprojekte und die Versuchsaufbauten sind auf der unten verlinkten Website zu finden.
Quantenflüssigkeiten Website
Jun. Prof. Dr. Lauriane Chomaz
