Ludwig-Maximilians-Universität München
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Quantenoptik

LMU-Physiker fotografieren magnetische Polaronen

München, 05.09.2019

Physikern vom LMU und MPQ gelang es erstmals, die magnetische Struktur um mobile Störstellen in einem Kristallgitter, sogenannte magnetische Polaronen, mithilfe eines Quantensimulators abzulichten.

Künstlerische Interpretation eines magnetischen Polaronen (Abbildung: Cristoph Hohmann, Joannis Koepsell/MPQ)

Es war ein magnetischer Moment: Physikern der LMU und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik gelang es erstmals, magnetische Polaronen zu fotografieren und ihr Umfeld genau zu studieren. Das Team unter Leitung von Christian Groß aus der Abteilung Quantenvielteilchensysteme von Immanuel Bloch, Professor für Experimentalphysik an der LMU und Direktor am MPQ, präparierte spezielle Störstellen, sogenannte Doublonen, und injizierte sie in ein stark korrelierendes Vielteilchensystem aus Lithium, um Polaronen zu erzeugen. Dabei konnten die Physiker beobachten, dass dieses spezielle Teilchen stets von einer stark veränderten magnetischen Umgebung begleitet wird. Dieser Effekt war bereits theoretisch vorhergesagt, konnte aber nun erstmals experimentell mithilfe direkter Fotos nachgewiesen werden. Die Studie ist im Fachmagazin Nature veröffentlicht.