Vielteilchensysteme: Das Pauliprinzip

Hugo Reinhardt

Torsten Fließbach, Hans Walliser

Wir untersuchen die quantenmechanische Beschreibung eines Systems aus vielen Teilchen, die wir als Fermionen oder Bosonen klassifizieren. Für Fermionen gilt das Pauliprinzip. Das ideale Fermigas ist der Ausgangspunkt für die Behandlung vieler Systeme. Dazu gehören die Elektronen in einem Atom,Molekül,Metall,Weißen Zwerg, und die Nukleonen in einem Atomkern. Für Moleküle wird die Born-Oppenheimer-Näherung eingeführt.

Niels Henrik David Bohr

Patrick Windpassinger

Abstract Quantensimulatoren sind Quantencomputer für spezielle Fragestellungen. An der Berechnung hochkorrelierter Vielteilchensysteme zum Beispiel scheitern konventionelle Computer. Quantensimulatoren stellen solche komplexen Quantensysteme, zum Beispiel aus der Festkörperphysik, mit einem sehr gut kontrollierbaren Modellsystem nach. Mit ultrakalten Gasen in optischen Fallen als Modellsysteme wurden in den vergangenen Jahren faszinierende Ergebnisse erzielt. Drei vorgestellte Beispiele zeigen dies. Das erste Beispiel ist der Übergang von einem delokalisierten Suprafluid in einen Mott‐Isolator aus fest lokalisierten Teilchen. Das zweite Beispiel sind frustrierte Spinsysteme, zum Beispiel auf Dreiecksgittern. Und das dritte Beispiel ist die Simulation des Phasenübergangs zwischen Bose‐Einstein‐kondensierten Molekülen und suprafluiden Cooper‐Paaren.