Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantensimulator trifft Supercomputer

LMU-MPQ-Wissenschaftler ermitteln erstmals das Phasendiagramm eines atomaren Vielteilchensystems für endliche Temperaturen

München, 14.10.2010

Phasenübergänge sind ein alltägliches Phänomen: ein und derselbe Stoff kann, je nach Temperatur, fest, flüssig oder gasförmig sein. Die Frage, warum und unter welchen Bedingungen Materie von einer Phase in eine andere übergeht, ist seit langem Gegenstand der theoretischen und experimentellen Physik. Die Möglichkeit, mit Hilfe von kalten Atomen in optischen Gittern näherungsweise perfekte komplexe Vielteilchensysteme nach Belieben zu entwerfen, nährt die Hoffnung der Wissenschaftler, bislang offene Fragen der Festkörperphysik zu beantworten. Ein Team von Wissenschaftlern um Prof. Immanuel Bloch (Lehrstuhl für Experimentalphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik) hat nun in Zusammenarbeit mit Physikern aus der Schweiz, Frankreich, den Vereinigten Staaten und Russland das vollständige Phasendiagramm eines Systems aus vielen Quantenteilchen bestimmt (Nature Physics, AOP, 3.10.2010, DOI:10.1038/NPHYS1799). Der Vergleich mit den Ergebnissen numerischer „Monte-Carlo“-Rechnungen, die auf einem Supercomputer durchgeführt wurden, erhärtet die Aussagekraft der experimentellen Ergebnisse. Dies bestätigt, dass sich die hier erprobte Methode prinzipiell für Quantensimulationen eignet, die über die Möglichkeiten von numerischen Verfahren und aktuell verfügbaren Supercomputern hinausgehen.

 

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