Quantenkohärenz in Vielteilchen-Interferometern und nanomechanischen Resonatoren

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Dieses Projekt umfasst die theoretische Analyse quantenkohärenter Effekte und ihrer Zerstörung durch Fluktuationen (Dekohärenz) in zwei Systemklassen, die in der modernen mesoskopischen Festkörperphysik eine wesentliche Rolle spielen: Interferometer und nanomechanische Resonatoren. Im ersten Teil sollen Interferenzanordnungen für Elektronen und bosonische kalte Atome unter dem Einfluss quantenmechanischer dissipativer Umgebungen analysiert werden. Besonderes Augenmerk wird dabei auf Effekte gelegt, bei denen die Vielteilchennatur der Systeme wichtig wird, und die sich ausserdem nicht mehr durch die wohlbekannten Markoff- oder Gauss-Näherungen beschreiben lassen. Die Untersuchungen sollen schliesslich zu einer allgemeinen Streutheorie der Dekohärenz in ballistischen Interferometern führen. Im zweiten Teil werden nanomechanische Resonatoren (z.B. Nanobalken oder Nanoröhrchen) studiert, von denen erwartet wird, dass sie innerhalb der nächsten Jahre experimentell ins Quantenregime gebracht werden können. Unsere Analysen befassen sich dabei mit der Erzeugung und Anwendung anharmonischer Kopplungen, z. B. zur Einzelphonondetektion, sowie mit der nichtlinearen quantenkohärenten Dynamik, insbesondere in optomechanischen Systemen und Nanoresonator-Gittern.