Oldenburger Physiker haben einen neuen Zusammenhang zwischen „klassischem Chaos“ und Quantenkorrelationen entdeckt. Sie berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“.
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Das vielleicht bekannteste Beispiel dafür, dass bei chaotischen Systemen kleine Änderungen große Effekte hervorrufen können, ist der so genannte Schmetterlingseffekt: Der Flügelschlag eines Schmetterlings kann unter Umständen in großer Entfernung einen Sturm auslösen. Damit ist keineswegs das Phänomen gemeint, dass ein Schneeball eine Lawine auslösen kann – sondern die extreme Empfindlichkeit eines chaotischen Systems im Hinblick auf Änderungen der Anfangsbedingungen.
Christoph Weiß und Niklas Teichmann aus der Arbeitsgruppe Theorie der Kondensierten Materie der Universität Oldenburg haben nun gezeigt, dass sich für ein System aus ultrakalten Atomen in zwei Potentialmulden, an denen periodisch gewackelt wird, neben einer klassischen Analyse des Systems auch eine quantenmechanische Untersuchung durchführen lässt.
Fortschritt auf dem Weg zum Quantencomputer
Dabei treten nach den Ergebnissen der Wissenschaftler bei Computersimulationen überraschenderweise dann Viel-Teilchen-Quantenkorrelationen auf, wenn sich das klassische System chaotisch verhält. Solche Quantenkorrelationen spielen beispielsweise bei der Realisierung von Quantencomputern eine tragende Rolle und bilden einen Schwerpunkt der aktuellen Forschung.
Die beiden Wissenschaftler hoffen, durch ihre Erkenntnisse weitere experimentelle Untersuchungen auf diesem „hochspannenden Gebiet der Physik“, so Weiß, anregen.
(idw – Universität Oldenburg, 14.11.2008 – DLO)
