Simulation diskreter Solitonen

Unordnung scheint leicht generiert zu sein und dennoch strebt jedes System nach einem Zustand minimaler Energie. Bei einem Kristallisationsprozess ist es der Zustand einer "fehlerfreien" Kristallstruktur. Wenn der Phasenübergang aber zu schnell erfolgt, so dass kein Informationsaustausch mehr zwischen unterschiedlichen Subdomänen des Kristalls stattfinden kann, bilden sich Untereinheiten der optimalen Struktur. Jedoch passen die aneinander grenzenden Bereiche nicht zwangsläufig zusammen. Wir konnten zeigen, dass Coulomb Kristalle aus gespeicherten, lasergekühlten Ionen solch topologischen Defekte aufweisen und diese sogar in ihrem selbsterzeugten Speicherpotential oszillieren. Als Quasi-Teilchen betrachtet, gleicht ihre Beschreibung der von diskreten Solitonen. Wir schlagen vor experimentelle Techniken zu nutzen, die wir für Quanten-Simulationen entwickelt haben, um die Quanteneigenschaften dieser Defekte störungsfrei untersuchen und nutzen zu können.

Weitere Informationen: http://www.qsim.uni-freiburg.de/forschung/kinks
Ansprechpartner: Prof. Dr. T. Schaetz
Tel: +49-0761-203-5815
Email: tobias.schaetz@physik.uni-freiburg.de

Projektbeginn: 2011
Projektende: (unbegrenzt)

Prof. Dr. T. Schaetz
Stellvertretung: Dipl. phys. J. Brox
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Physikalisches Institut
Experimentelle Atom-, Molekül- und Optische Physik
Hermann-Herder-Str. 3
79104 Freiburg

Telefon: +49 (761) 203 5815
Fax: +49 (761) 203 5881
Email: tobias.schaetz@physik.uni-freiburg.de
http://www.qsim.uni-freiburg.de

• Brox J
• Kiefer P
• Mielenz M
• Bujak M
• Schmager I

Haggai Landa (TelAviv University) Alex Retzker (Jerusalem University)

• EU FP7 research project PICC, EU

quantum simulation, discrete soliton, defect, kink, non-linearity

• Landa H, Retzker A, Schätz T, Reznik B: Entanglement Generation Using Discrete Solitons in Coulomb Crystals Phys Rev Lett, 2014; 113 (5): 053001. : http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.053001 (download: http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.113.053001)
• Landa H, Brox J, Mielenz M, Schaetz T, Reznik B: Structure, Dynamics and Bifurcation of Discrete Solitons in Trapped Ion Crystals New J Phys, 2013; 15 (9): 093003. : http://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/15/9/093003
• Mielenz M, Brox J, Kahra S, Leschhorn G, Albert M, Schaetz T, Landa H, Reznik B: Trapping of topological-structural defects in Coulomb crystals. Phys Rev Lett, 2013; 110 (13): 133004-133004.
• Schneider Ch, Porras D, Schaetz T: Experimental quantum simulations of many-body physics with trapped ions Rep. Prog. Phys., 2012; 75 (2): 024401. (download: http://iopscience.iop.org/0034-4885/75/2/024401/)