Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenphysik

Quantenmagneten auf Wanderschaft

München, 14.03.2013

Immer wieder entdecken Physiker Phänomene, die sie zunächst nicht erwartet hätten – etwa, dass manche Stoffe bei tiefen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand fast vollständig verlieren, oder dass andere sogar bei überraschend hohen Temperaturen zu solchen Supraleitern werden. Bislang waren es vor allem Theoretiker, die ungewöhnliche Eigenschaften mit eigens dafür entwickelten Modellen erklärten. Doch man kann nicht direkt nachschauen, wie der Ladungstransport in einem Festkörperkristall wirklich abläuft, denn dieser Prozess ereignet sich auf extrem kleinen Zeit- und Längenskalen. Ein Team um Professor Immanuel Bloch (Lehrstuhl für Experimentalphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München und Direktor am MPQ) hat jetzt erstmals die kohärente Ausbreitung von einzelnen Spinanregungen in einem ultrakalten Quantengas aus stark korrelierten Atomen beobachtet. Dies ist einer der elementaren Prozesse im Magnetismus von Quantensystemen. In enger Zusam-menarbeit mit theoretischen Physikern der Ludwig-Maximilians-Universität aus der Gruppe von Professor Ulrich Schollwöck und der Universität Genf konnten die Wissenschaftler auch zeigen, dass der Transport der Spin-Störung in schwächer korrelierten Systemen durch die Ausbildung von Quasiteilchen (sogenannten Polaronen) verlangsamt wird.
(Nature Physics, Advance Online Publication, 24. Februar 2013)

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