Hofstetter

Ultrakalte Quantengase SS14


 

Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter

Allgemeine Information

  • Vorlesungsbeginn ist der 15.04.2014.
  • Die Modulprüfung findet am Dienstag, den 29.07.2014, von 10:00 bis 11:30 im Raum __.102 statt.
  • Die Nachklausur findet am Donnerstag, den 18.09.2014, von 10:00 bis 11:30 im Raum 01.114 statt.

 

Kurzbeschreibung

  • Vielteilchensysteme, zweite Quantisierung
  • Superfluidität und Bose-Einstein-Kondensation
  • Optische Gitter
  • Stark korrelierte Quantensysteme: Hubbard-Modell
  • Fermionische Kondensate
  • Quanteninformationstheorie  

 

 

Termine

Dienstags     12:00 c.t. - 14:00, Raum  1.114

Donnerstags 12:00 c.t. - 14:00, Raum  1.114

 

Vorlesungsskript

Lecture #DateTopicScript (pdf)Complete Script and papers (pdf)
1  15.04 Einführung, Quantenlogik   Vorlesung 1-5a 
2 17.04 Teleportation und Bell'sche Ungleichung vorlesung1-2_pre Tenerife paper
Bell inequality papers
[1, 2, 3]
Quantum teleportation paper
3 22.04 Schmidt-Zerlegung und Von-Neumann Entropie    
4 24.04 Quanten-Datenkompression vorlesung3-4_pre  
5 29.04 Quantenkryptographie, Quantenparallelismus vorlesung5a_pre
vorlesung5b_pre		 Vorlesung 5b-7
6 06.05 Suche in einer Datenbank: Grover Algorithmus vorlesung6_pre Quantum gate with single atom and photon - Nature, News&Views
7 08.05 Relative Entropie als Maß zur Unterscheidung quantenmechanischer Zustände
siehe Handout

Relative Entropie
8 13.05 Vielteilchensysteme und zweite Quantisierung

Vorlesung 8-9a
9 15.05 Vielteilchensysteme und zweite Quantisierung(Forts.)
Einführung in die Physik ultrakalter Quantengase		 vorlesung8-9_pre
und Handout		 für Vorlesung 9b-10 siehe Handout
Vorlesung 11-14
10 20.05 Einführung in die Physik ultrakalter Quantengase(Forts.)

 
11 22.05 Bose-Kondensation und Symmetriebrechung vorlesung10-11_pre  
12,13 27.05, 03.06 Bogoliubov-Theorie, Phononen vorlesung12_pre vorlesung13-14_pre Nachweis von Phononen in einem BEC -
Messung der Bogoliubov-Transformation
14 05.06 Gross-Pitaevskii Theorie, Landau-Kriterium   Suprafluidität und kritische Geschwindigkeit
Kosterlitz-Thouless Übergang und Suprafluidität ohne Kondensat
15 10.06 Fermionische Vielteilchensysteme und Korrelationen, Bunching und Antibunching vorlesung15-16_pre Vorlesung 15-20
16 12.06. Fermionische Vielteilchensysteme und Korrelationen, Bunching und Antibunching (Fortsetzung)    
17 17.06 Interferenz von Kondensaten vorlesung17_pre Photon antibunching
18 24.06 Fermi-Flüssigkeitstheorie, BCS-Suprafluidität vorlesung18-19_pre Interferenz unabhängiger Kondensate
19 26.06 Fermi-Flüssigkeitstheorie, BCS-Suprafluidität (Fortsetzung)   Ferromagnetische Instabilität in einem Fermigas
20 01.07 BCS-Theorie vorlesung20_pre Experiments: BCS-BEC crossover
Condensation of fermionic atom pairs
Molecular BEC
Superfluidity of a rotating Fermi gas
Critical velocity
Pairing gap
21 03.07 Optische Gitter und Bloch-Oszillationen vorlesung21_pre Vorlesung 21-23
22 08.07 Vielteilchenphysik in optischen Gittern-Mott-Übergang vorlesung22-23_pre Coherent transport
Multiparticle entanglement
23 10.07 Vielteilchenphysik in optischen Gittern (Forts.)    
24-25 15.07, 17.07 Vielteilchenphysik in optischen Gittern (Forts.) siehe Handout siehe Handout

Übungsblätter

LectureDateTopicExercise (pdf)
1 24.04
 single qubit gates and density operators for qubit systems 
problem set 1
2 05.05
 quantum teleportation and the Bell inequality 
problem set 2
3 08.05
 fidelity, Schmidt decomposition and purification 
problem set 3
4 15.05
 von Neumann entropy and mutual information 
problem set 4
5 22.05
 transmitting information, second quantization formalism 
problem set 5
6 30.05
 Bose gases: ODLRO, density of states and condensation 
problem set 6
7 10.06
 Bogoliubov theory and condensate in the "box"
problem set 7
8 12.06
 pair distribution function for free bosons
problem set 8
9 19.06
 free fermions: heat capacity, spin susceptibility, structure factor
problem set 9
10 26.06
 HBT experiment, BEC in a double-well potential
problem set 10
11 03.07
 Fermi liquid and BCS theory
problem set 11
12 10.07
 BCS wavefunction, optical lattices
problem set 12
13 17.07
 Schrieffer-Wolff-Transformation
problem set 13

 

Literatur

AutorTitelVerlag

C.J. Pethick and H. Smith

Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases

Cambridge University Press, 2nd Edition, 2008

M.A. Nielsen and I.L. Chuang

Quantum Computation and Quantum Information

Cambridge University Press, 2011

F. Schwabl

Quantenmechanik für Fortgeschrittene

Springer, 5. Auflage, 2008
L.P. Pitaevskii and S. Stringari

Bose-Einstein Condensation

 Oxford University Press, 2003