Arbeitsgruppe Prof. Widera

Einführung

Quantenphysik ist ein zentraler Bestandteil alltäglicher technischer Anwendungen. Sie hält dennoch überraschende und unverstandene Phänomene bereit, die unsere zukünftige Technologie revolutionieren kann. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Quantenphysik in Forschung und Lehre. Insbesondere untersuchen wir das Verhalten einzelner Quantenobjekte. Dazu kontrollieren und beobachten wir einzelne Atome, Photonen, optisch aktive Fehlstellen in Festkörpern bis hin zu ultrakalten Quantengasen. Konkret verfolgen wir die folgenden Forschungsprojekte:



Aktuelles

Unsere Forschungsarbeit “Indication of critical scaling in time during the relaxation of an open quantum system” wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht (Nat Commun 15, 1714 (2024)).

Eine gemeinsame Forschungsinitiative, an der unsere Gruppe zusammen mit dem Team von Professor Andre Eckardt in Berlin und Dr. Ling Na Wu von der Universität Hainan in China beteiligt war, hat zur Beobachtung von universellem Verhalten in der zeitlichen Entwicklung eines offenen Quantensystems geführt. Die Studie untersucht die Relaxationsdynamik eines solchen Systems, das durch den Spin einzelner Cäsiumatome realisiert ist, welche dissipativ an ein Bad ultrakalter Rubidiumatome gekoppelt sind. Während dieser Relaxation haben wir einen kritischen Zeitpunkt identifiziert, der durch die Divergenz einer charakteristischen Längenskala gekennzeichnet ist. Bemerkenswerterweise wird in der Nähe dieses kritischen Moments die Dynamik des Systems unabhängig von seinen spezifischen Details. Diese Unabhängigkeit in der Nähe eines kritischen Punktes ist ein Kennzeichen für universelles Skalierungsverhalten, ein Phänomen, das, wie unsere Ergebnisse nahelegen, sich auch auf die Nichtgleichgewichtsdynamik offener Quantensysteme erstreckt, bei denen die Zeit als Steuerparameter fungiert. Diese Erkenntnisse, die typischerweise mit Phasenübergängen in Verbindung gebracht werden, helfen dabei zu verstehen, wie offene Quantensysteme in das thermisches Gleichgewicht relaxieren. Hier geht es zum Artikel: https://doi.org/10.1038/s41467-024-46054-9


Kontakt

Prof. Dr. Artur Widera

Fachbereich Physik der TU Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Str.
Geb. 46, Raum 424
D-67663 Kaiserslautern

Telefon: +49 (0)631 205-4130
Telefax: +49 (0)631 205-3906

E-Mail: widera(at)physik.uni-kl(dot)de


Finanzierung

Zum Seitenanfang