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THEMA: One impurity to bind them all

One impurity to bind them all 6 Monate 5 Tage her #1

  • Christopher Griesbeck
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Nobody is perfect, but sometimes it is the defect that...

MPQ-Forscher zeigen, dass eine einzige atomare Störstelle eine unbegrenzte Zahl an Bosonen an sich binden kann.

Niemand ist vollkommen, doch manchmal ist es gerade der Fehler, auf den es ankommt. So ändern sich z.B. die Eigenschaften von Halbleitern bereits drastisch bei den geringsten Änderungen der Dotierungskonzentrationen. Und während der perfekte Diamant völlig klar ist, lassen ihn atomare Verunreinigungen hellblau, rosa oder lila schimmern, wodurch sich sein Wert unter Umständen noch erhöht. Alle diese Effekte beruhen auf Prozessen, die durch das Wechselspiel der Störstelle mit dem Quanten-Vielteilchensystem, in dem es eingebettet ist, ausgelöst werden. Ein Team von Physikern aus der Abteilung Theorie von Prof. Ignacio Cirac am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching hat jetzt den allgemeineren Fall untersucht, bei dem ein Störstellenatom an ein periodisch strukturiertes „Bad“ von Bosonen koppelt (z.B. Lichtquanten in einem photonischen Kristall) und fanden dabei heraus, wie schon ein einziges Atom eine Wolke aus vielen Bosonen an sich binden kann. Gebundene Zustände von Bosonen sind von besonderem Interesse, weil sie zu starken Wechselwirkungen mit großer Reichweite führen und so neue Bereiche für Quantensimulationen erschließen. (Phys. Rev. X 6, 021027 (2016), 25. Mai 2016).

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