Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenphysik

Quanten-Hall-Physik in 4D

München, 04.01.2018

Wissenschaftler der LMU und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik werfen einen experimentellen Blick in die Physik höher-dimensionaler Quanten-Hall-Systeme.

Illustration einer hypothetischen Probe für die Untersuchung des Quanten-Hall-Effekts in einem 4D System. (Grafik: LMU/MPQ)

Gibt es zusätzliche Dimensionen? In der Physik wurde die Möglichkeit, dass das Universum mehr als drei Raumdimensionen hat, erstmals in den 1920er-Jahren im Zuge der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein erwogen. In der Absicht, Einsteins Ideen mit den Gesetzen der Quantenmechanik in Einklang zu bringen, postulieren moderne String-Theorien sogar bis zu zehn Dimensionen. In einem ganz anderen Kontext hat jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam um Immanuel Bloch, Inhaber des Lehrstuhls für Quantenoptik an der LMU und Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, und Professor Oded Zilberberg von der ETH Zürich gezeigt, wie sich physikalische Phänomene, die in höher-dimensionalen Systemen angenommen werden, auch in realen Experimenten hervorrufen lassen. Dazu verwendeten sie ultrakalte Atome in einem sogenannten optischen Übergitterpotential. In diesem System beobachteten sie eine dynamische Form eines neuartigen Quanten-Hall-Effekts, der nach theoretischen Vorhersagen in vierdimensionalen Systemen auftreten sollte. Darüber berichten die Forscher aktuell im Fachmagazin Nature. (MPQ/LMU)

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