Photoassoziations-Dynamik entarteter Quantengase: Vielteilchen-Quantentheorie fern des thermischen Gleichgewichts

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Das Projekt beinhaltet die Formulierung und umfassende Untersuchung einer dynamischen Theorie der Bildung und Eigenschaften molekularer Bose-Einstein-Kondensate verdünnter Gase. Die Theorie beruht auf einem System dynamischer Gleichungen für Kumulanten, welches in systematischer Weise abgebrochen wird. Über die übliche "Mean-Field"-Näherung hinaus lassen sich auf diese Weise Nichtgleichgewichts-Phänomene sowie Beiträge der Kollisionen von mehr als zwei Teilchen in konsistenter Weise beschreiben. Die Vielteilchendynamik von Atom- und Molekülkondensaten wird auf die Wenigteilchendynamik der darin stattfindenden 2- und 3-Körper-Prozesse zurückgeführt. Die durch Feshbach-Resonanzen und Raman-Übergänge induzierte Bildung von Dimeren in atomaren Kondensaten lässt sich herleiten. Die Theorie wird den Weg zu völlig neuen Anwendungen Bose-kondensierter Gase öffnen, die von großer Bedeutung für die Molekülphysik und die Chemie sind. Darüber hinaus wird die Theorie für Kondensate in optischen Gittern untersucht, in denen die effektive Kollisionsstärke mit Hilfe der Tunnelrate über einen weiten Bereich variiert werden kann. Dadurch lassen sich Phänomene untersuchen, bei denen die 3-Körper-Kollisionen besonders signifikant werden. Auf dieser Grundlage werden Anwendungen für die Präparation nichtklassischer Zustände entwickelt, die für Atominterferometrie und Quanten-Informationsverarbeitung von großem Interesse sind. Hierfür sollen Feshbach-Resonanzen genutzt werden, um unerwünschte Kollisionen der Atome zu unterdrücken.