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BuildMoNa-Doktoranden bestätigen neuartige Theorie zu Quanten-Chaos

12.03.2012
Benno Meier und Jonas Kohlrautz, zwei Doktoranden der Graduiertenschule BuildMoNa der Universität Leipzig, haben untersucht, wie sich Chaos auf das Verhalten von Quanten-Systemen auswirkt.

Die Resultate ihrer wissenschaftlichen Arbeit haben die beiden BuildMoNa-Physiker gemeinsam mit ihrem Betreuer Prof. Dr. Jürgen Haase in dem führenden Journal der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft (APS), "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Mit der Kernmagnetischen Resonanz, einer Methode, die viele durch die in der Medizin prominente Magnet-Resonanz-Tomographie kennen, untersuchten sie das Verhalten eines Systems von wechselwirkenden Spins im Rahmen einer neuen Theorie des Physikers Boris Fine.

Die in Leipzig von dem bekannten Physiker Werner Heisenberg
(1901 bis 1976) maßgeblich entwickelte Quantentheorie ist Grundlage der modernen Physik und kann die Eigenschaften vieler Systeme genau erklären. Wenn die Zahl der miteinander wechselwirkenden Teilchen jedoch groß ist, sind präzise Vorhersagen oft durch chaotische Prozesse eingeschränkt. Im Rahmen der klassischen Physik stehen Methoden bereit, um Chaos zu beschreiben. Sie spielen beispielsweise eine Rolle beim Verständnis des Wetters oder bei der Ziehung von Lotto-Zahlen. In der moderneren Quantenphysik sind chaotische Phänomene jedoch noch nicht verstanden. Neue Theorien müssen entwickelt und überprüft werden.

Hier setzt die Theorie des Physikers Boris Fine an. Nach seinem Studium in Moskau promovierte Fine bei Physik-Nobelpreisträger Anthony Leggett. Nach weiteren Aufenthalten an renommierten internationalen Instituten forscht er nun an der Universität Heidelberg. Ein Besuch Fines in Leipzig hatte die Doktoranden Meier und Kohlrautz motiviert, zusätzlich zu ihren bestehenden Aufgaben Vorhersagen seiner Theorie zu untersuchen. "Unsere Ergebnisse sind in sehr guter Übereinstimmung mit bisher nicht untersuchten Vorhersagen von Fines Theorie", sagt Meier. Der junge Physiker wird demnächst seine Doktorarbeit einreichen. Kohlrautz ist erst seit kurzem Doktorand der Graduiertenschule. Einer der Gutachter der Veröffentlichung fasste ihren Inhalt so zusammen: "Die Arbeit stellt eine sehr stichhaltige Untersuchung eines langanhaltenden Problems der Festkörperphysik dar, eine solide Basis für weitergehende theoretische Betrachtungen."

Die Graduiertenschule "Leipzig School of Natural Sciences - Building with Molecules and Nano-objects (BuildMoNa)" der Universität Leipzig wurde vor mehr als vier Jahren gegründet. Im September vergangenen Jahres hat sie bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) den Fortsetzungsantrag für ihre zweite Förderphase vorgelegt. Im Erfolgsfall kann BuildMoNa auch von 2012 bis 2017 mit einer jährlichen Fördersumme im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder rechnen. Diese beträgt maximal 2,5 Millionen Euro jährlich.

Weitere Informationen:
Benno Meier
Telefon: +49 341 97-32611
E-Mail: meier@physik.uni-leipzig.de
Jonas Kohlrautz
Telefon: +49 341 97-32605
E-Mail: kohlrautz@physik.uni-leipzig.de

Susann Huster | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de

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