Ein dissipativ getriebener Quantenphasenübergang mit Ionen

Heutzutage haben Simulationen der Vielteilchenphysik von Festkörpersystemen mit ultrakalten Atomen eine beeindruckende Präzision erreicht. Ein Beispiel hierfür ist die Modellierung des Phasenübergangs vom Mott- Isolator zum superfluiden Zustand. Aktuelle theoretische Arbeiten erweitern den Fokus der Simulationen auf offene Quantensysteme, wie zum Beispiel für die dissipative Erzeugung von verschränken Zuständen oder zur Modellierung neuartiger Physik außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts. Kürzlich gelang unserer Arbeitsgruppe die Demonstration aller grundlegender Bausteine für die Simulation von offenen Quantensystemen in einer Ionenfalle. In diesem Projekt beabsichtigen wir einen neuartigen Typ Phasenübergang in einem solchen Quantensimulator zu untersuchen. Die Arbeit stellt einen wichtigen konzeptionellen Schritt zur experimentellen Realisierung einer neuen Klasse von Mehrkörperproblemen außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts dar. Die Kombination von kohärenter und dissipativer Mehrkörperdynamik erlaubt es neue Konzepte der Mehrkörperphysik zu untersuchen, die bisher kaum experimentell zugänglich waren.