Atome – von der unteilbaren Kugel zum quantenmechanischen System

Gordon M. Barrow, G. W. Herzog

Stefan Aehle, Philipp Scheiger, Holger Cartarius

Quantenphysikunterricht steht von Natur aus vor der Herausforderung, den Lernenden ein Themanbsp;näher zu bringen, das scheinbar gegen jede alltägliche Intuition geht. Umso wichtiger scheint es, innbsp;einer multiperspektivischen Herangehensweise verschiedene Repräsentationen für das komplexenbsp;Verhalten von Quantenobjekten zu wählen. Im Folgenden bieten wir eine Repräsentation zum Verhaltennbsp;von Einzelphotonen an Polarisationsfiltern an, die auf der Zusammenarbeit von 3D-Druck,nbsp;Arduino-Microcontrollern und NFC-Chips basiert. Besonderer Fokus dieser Analogie fällt dabei aufnbsp;den quantenphysikalischen Messprozess.

Benjamin Bähr, Jörg Resag, Kristin Riebe

Bruno Eckhardt, Klaus Richter, E. O. Göbel +6 more

Komplexes Verhalten manifestiert sich in Quantensystemen unterschiedlichster Couleur: Zum einen in wechselwirkenden Vielteilchensystemen und hier besonders bei den korrelierten Elektronen im Festkorper; zum anderen in niedrigdimensionalen Systemen mit wenigen Freiheitsgraden, deren Kopplung zu klassisch chaotischem Verhalten fuhrt und die damit ideale Untersuchungsobjekte fur Quantenchaos sind.Diesen weiten Bogen von elektronischen Korrelationen bis hin zum quantenmechanischen und klassischen Chaos uberspannen die Arbeiten von Martin C. Gutzwiller (IBM, Yorktown Heights).Sein Name ist fest verbunden mit der Variationswellenfunktion fur korrelierte Elektronen (1963) und ihrer naherungsweisen Auswertung (1965) sowie mit der semiklassischen Spurformel (1971).Fur diese und weitere wegweisende Beitrage wurde er mit einem Symposium am Max-Planck-Institut fur Physik komplexer Systeme in Dresden (23.-25.Juni 1997) geehrt.Sowohl die Untersuchung korrelierter Elektronen wie auch die des Quantencha-0s haben sich in den letzten Jahren zu schnell fortschreitenden, breiten Forschungsfeldem entwickelt.Das Symposium in Dresden hat geholfen, diese Gebiete niiher zusarnmenzubringen und uber

Feil, Wolfgang

Das Projektor-Quanten-Monte-Carlo-Verfahren (PQMC) liefert den Grundzustand des Hubbard-Modells in Form einer Linearkombination von Slaterdeterminanten. In der Arbeit wurde der Einfluß des Vorzeichens des Skalarproduktes zwischen den Slaterdeterminanten auf die quantenmechanischen Erwartungswerte des PQMC durch Vergleich mit alternativen Grundzustandrechnungen untersucht. Ein Implementierung des Verfahrens mittels einer Multi-Precision-Library ergab, daß sich negative Vorzeichen nicht alleine mit numerischen Instabilitäten der Fließkommarechnung erklären lassen. Weiterhin wird in der Arbeit zum ersten Mal in aller Ausführlichkeit mit Verteilungen über die Monte-Carlo-Beiträge zu den quantenmechanischen Observablen argumentiert. Diese Darstellung verdeutlicht, daß eine mögliche langreichweitige supraleitende Korrelation des Grundzustandes sich allenfalls über einige wenige Slaterdeterminanten mit allerdings großem Betrag zum entsprechenden Erwartungswert ergibt.

Benjamin Bähr, Jörg Resag, Kristin Riebe