Hofstetter

Opticallattice

Prof. Dr. Walter Hofstetter

Quantenmaterie

Seit der experimentellen Beobachtung der Bose-Einstein-Kondensation gibt es enorme Fortschritte in der experimentellen und theoretischen Forschung zu ultrakalten Quantengasen. Optische Gitter ermöglichen die Realisierung von analogen Quantensimulatoren für stark korrelierte Elektronensysteme, beispielsweise Hochtemperatur-Supraleiter, aber auch für bosonische und Nichtgleichgewichts-Phasenübergänge, und für exotische Materie, wie beispielsweise farbsuprafluide Phasen dichter Kernmaterie in Neutronensternen. Diese Entwicklungen bauen auf wegweisenden Ideen von R. Feynman auf, der bereits einen universellen Quantensimulator entwickelte.

In unserer Arbeitsgruppe untersuchen und simulieren wir Modelsysteme für stark wechselwirkende Quantengase in optischen Gittern, und für korrelierte elektronische Festkörpersysteme. Wir interessieren uns für kollektive Phänomene und geordnete Phasen (beispielsweise magnetisch, superflüssig, oder supersolid), für topologische Materiezustände, und für die Nichtgleichgewichtsdynamik in der Gegenwart von externem Antrieb und Dissipation. Wir entwickeln und verwenden nichtperturbative Simulationsverfahren, wie beispielsweise die Dynamische Mean-Field-Theorie und ihre Erweiterungen auf bosonische Statistik und Nichtgleichgewichtsdynamik, und variationelle Wellenfunktionen. Wir arbeiten eng mit führenden experimentellen Gruppen zusammen, beispielsweise zu topologischen Vielteilchenzuständen in synthetischen Eichfeldern, und zu kristallinen und Supersolid-Phasen in Quantengasen mit Rydberg-dressing.

Publikationen auf arXiv.

Email: hofstett@physik.uni-frankfurt.de