Forschern um Physiker Roland Wester gelang es erstmals, einen elementaren Stoßprozess zwischen Atomen und geladenen Molekülen bei tiefen Temperaturen präzise zu vermessen und zu beschreiben. Das Experiment, bei dem nur ein einziges Quant an Energie in die Drehbewegung des Moleküls übertragen wird, stimmt sehr genau mit theoretischen Berechnungen überein. (more…)
Wenn Wissenschaftler chemische Reaktionen untersuchen, ist die Verbesserung der zeitlichen Auflösung eine ständige Herausforderung. Besonders Reaktionen, die sich nicht durch Licht auslösen lassen, sind auf kurzen Zeitskalen schwierig zu verfolgen. Ein Team von Forschern um Alec Wodtke am Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und an der Universität Göttingen hat jetzt ultrakurze Pulse von Atomen erzeugt. Die sogenannte bunch-compression-photolysis-Methode könnte helfen, zeitlich hochaufgelöste Experimente durchzuführen, bei denen atomare Kollisionen den Anfang bilden. (Nature Communications, 5. November 2014) (more…)
Auch einfache Systeme wie neutrale Atome können chaotisches Verhalten zeigen. Das hat ein Team um Physikerin Francesca Ferlaino mit Hilfe der Quantenmechanik entdeckt. Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte, bahnbrechende Forschungsarbeit eröffnet neue Wege, die Wechselwirkung von Quantenteilchen zu betrachten.
Ein Team um START- und ERC-Preisträgerin Francesca Ferlaino vom Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck hat erstmals den experimentellen Nachweis für chaotisches Verhalten von Teilchen in Quantengasen erbracht. „Wir sehen zum ersten Mal Quantenchaos im Streuverhalten ultrakalter Atome“, freut sich Ferlaino. Die Physiker haben dieses Ergebnis unter Zuhilfenahme der Zufallsmatrixtheorie (engl.: Random Matrix Theory) nachgewiesen und belegen damit den universellen Charakter dieser statistischen Theorie, welche in den 1950er-Jahren von Nobelpreisträger Eugene Wigner zur Beschreibung von komplexen Systemen formuliert worden war. Obwohl die Wechselwirkung von Neutronen mit Atomkernen damals noch nicht genau bekannt war, konnte Wigner durch die Verwendung von Zufallsmatrizen zuverlässige Aussagen zu den Eigenschaften des komplexen Spektrums treffen. Diese sogenannte Zufallsmatrixtheorie findet heute in der Physik breite Anwendung, aber auch in der Zahlentheorie, der drahtlosen Nachrichtentechnik oder im Finanzmarktmanagement, um nur einige Bereiche zu nennen. In der Bohigas-Giannoni-Schmit-Vermutung wurde die Zufallsmatrixtheorie auch mit chaotischem Verhalten in quantenmechanischen Systemen in Verbindung gebracht. Der im Vorjahr verstorbene katalanische Physiker Oriol Bohigas gilt als Vater dieser Quantenchaos-Forschung. (more…)
