Wenig- und Vielteilchenphysik mit Quantenwellen

Wenigteilchensysteme
Die präzise Kenntnis und Kontrolle von Wenigteilchensystemen, bestehend aus Atomen und Photonen, bildet die Grundlage für ein detailliertes Verständnis der Dynamik und der inelastischen Prozesse, welche in Vielteilchensystemen auftreten. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind entscheidend für die Entwicklung von Quantensensoren, die auf der Überlagerung von Vielteilchen-Zuständen basieren. Ein tieferer Einblick in verschränkte Systeme von Atomen und Photonen ist ein Schlüsselelement für den Aufbau sicherer Quantenkommunikation.
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Vielteilchensysteme
Vielteilchensysteme, wie Bose-Einstein Kondensate (BEKe), stellen eine neue Ressource für hochpräzise Inertialsensoren dar, die auf der Interferenz von Quantenwellen basieren. Wir erforschen neue Geometrien und Technologien für Materiewellen-Interferometer der nächsten Generation, welche zur Entwicklung neuer Apparaturen mit Anwendungen im Bereich der Inertialsensorik und der Satellitengeodäsie führen.
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Geladene Materiewellen
Geladene Materiewellen können zur Entwicklung neuartiger Lichtquellen mit kontinuierlich durchstimmbaren Frequenzen und verbesserten Kohärenzeigenschaften verwendet werden. Insbesondere besitzt das Licht, das von einem Quanten Freie-Elektronen-Laser emittiert wird, vielversprechende Eigenschaften für die Strukturuntersuchung von Materialien und Oberflächen, sowie für Anwendungen in der Biophysik.
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Die Wellennatur der Quantenmaterie, wie Atome, Elektronen und Photonen, bildet das Schlüsselelement für die Konstruktion von Quantensensoren und neuartigen Lichtquellen. Das Projekt „QWaves“ dient dem Erlangen eines tieferen Verständnisses der zugrunde liegenden Prozesse in diesen Systemen und legt somit das Fundament für die Entwicklung neuer Quantentechnologien. Für die Realisierung zukünftiger Prototypen fokussieren wir uns auf folgende Kernsysteme: Wenigteilchensysteme, Vielteilchensysteme und geladene Materiewellen.