Gleichgewichtsverhalten strukturierter Spin-Modellklassen im Übergangsbereich zwischen Thermodynamik und Nano-Thermodynamik

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Abgeschlossene Quantensysteme, zerlegt in ein (kleines) Zentralsystem und eine (größere) Umgebung, gehen hinsichtlich des Zentralsystems typischerweise in einen (quasistationären) Gleichgewichtszustand über. Dieses Verhalten ist universell und gehorcht den Regeln der Thermodynamik (2. Hauptsatz). Der immense Kontrollverlust (der detaillierte Zustand der Umgebung gilt als unzugänglich) erweist sich somit für die Zustandsprognose des Zentralsystems als irrelevant. Andererseits muss man erwarten, dass diese Robustheit beim Übergang zum voll quantenmechanischen Verhalten allmählich verloren gehen sollte. Solche Übergangsszenarien entstehen aber nicht einfach durch Verringerung der Kopplung an die Umgebung.Wir gehen von der Arbeitshypothese aus, dass zunächst ein ¿ungewöhnliches Gleichgewichtsverhalten überlebt, dieses aber - ähnlich wie etwa die verblüffenden optischen Eigenschaften von Materialien mit negativem Brechungsindex - von speziellen mikro- bzw. nanoskopischen Strukturen abhängig werden dürfte. Dazu sollen in diesem Projekt Klassen von Spinsystemen mit strukturiertem Interface bzw. strukturierter Umgebung untersucht und mit neu zu entwickelnden Methoden klassifiziert werden.