Ultrakalte Quantengase 1
Ultra Cold Quantum Gases 1

Modul PH2124

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH2124 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2124 ist Stephan Dürr.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Das Modul gibt eine Einführung in das Gebiet der ultrakalten Quantengase. Zu den Themen gehören: Kühlung atomarer Gase mit Laserlicht, Magnetische Fallen, Verdampfungskühlung, Dipolfallen und optische Gitter, Bose-Einstein-Kondensation, Ultrakalte Fermi-Gase, Bose-Fermi-Mischungen, Gross-Pitaevskii-Gleichung, Kollaps von Kondensaten, spontane Symmetriebrechung, Bogoliubov-Anregungen, Interferenz von Kondensaten, Suprafluidität, Quantisierte Wirbel, Feshbach-Resonanzen, Assoziation von ultrakalten Molekülen, Mott-Isolator-Übergang.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage 1) die Theorie der Atom-Licht-Wechselwirkung anzuwenden 2) sowohl lichtgestützte als auch magnetische Verfahren zur Kühlung und Speicherung ultrakalter Gase zu bewerten 3) experimentelle Situationen auf die Rolle quantenstatistische Effekte hin zu analysieren 4) den Einfluss der interatomaren Wechselwirkung auf die Eigenschaften eines ultrakalten Gases zu bewerten

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Quantenmechanik und Elektrodynamik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 3 Ultrakalte Quantengase 1 Dürr, S.
Mitwirkende: Prehn, A.
Freitag, 10:00–12:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit, Diskussion, Lehrfilme

Medienformen

Übungsblätter

Literatur

  • Pethick & Smith: Bose-Einstein condensation in dilute gases
  • Pitaevskii & Stringari: Bose-Einstein Condensation

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2125: Ultrakalte Quantengase 2 / Ultra Cold Quantum Gases 2 nach dem Folgesemester abgelegt werden. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine erst im Folgesemester anmelden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.