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Helium Von Teilchen und Löchern Labor für Tieftemperaturphysik.

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Präsentation zum Thema: "Helium Von Teilchen und Löchern Labor für Tieftemperaturphysik."—  Präsentation transkript:

1 Helium Von Teilchen und Löchern Labor für Tieftemperaturphysik

2 Helium – Was ist das? Edelgas Füllgas für Ballons, Luftschiffe Kühlmittel in der Tieftemperaturphysik... Sonne: griech. Helios

3 Warum uns Helium fasziniert Einziger Stoff, der nicht fest wird! Supra-flüssig bei sehr tiefen TemperaturenSupra-flüssig bei sehr tiefen Temperaturen zähflüssig zähflüssig leicht flüssig leicht flüssig

4 Helium: Das Atom

5 4 He & 3 He – der kleine Unterschied Isotope 4 He - Kern 2 Protonen + 2 Neutronen 3 He - Kern 2 Protonen + 1 Neutron np pn p p n

6 Viele Teilchen – Eine Physik Was wir beschreiben wollen Flüssiges 3 He bei T~ 0K

7 Wieviel ist (zu-)viel? Newton (17. Jhd): Dreikörpersystem nicht mehr exakt lösbar Dreikörpersystem nicht mehr exakt lösbar Quantenphysik (Anfang 20. Jhd): Zwei- und Einkörperproblem nicht mehr exakt lösbar! Zwei- und Einkörperproblem nicht mehr exakt lösbar! Jetzt (Relativistische Quantenfeldtheorie): Vakuum nicht mehr lösbar! Vakuum nicht mehr lösbar! Null Teilchen sind bereits zuviel! Null Teilchen sind bereits zuviel! 3 – 2 – 1 – 0….es geht abwärts! 3 – 2 – 1 – 0….es geht abwärts!

8 Wir machen uns ein Modell…

9 Die spinnen die Teilchen… Teilchen haben einen Drehimpuls: Spin Halbzahliger Spin: Fermionen Ganzzahliger Spin: Bosonen 3 He ist ein Fermion, 4 He ein Boson (c) W. Fenz Spin 1/2

10 Einzelgänger in einem See Nur 1 Fermion pro Platz - Zustand- ist möglich

11 Einzelgänger in einem See Nur 1 Fermion pro Platz - Zustand- ist möglich Fermienergie Fermisee

12 Ein Teilchen, ein Loch und ein Paar Teilchen – Lochpaar Teilchen Loch Anregung

13 Quasi-(ein)-Teilchen? Kleider machen Quasiteilchen…

14 Beschwerliche Verkleidungen Vorher: Viele wechselwirkende Teilchen Jetzt: Quasiteilchen - unabhängig aber veränderte Eigenschaften veränderte Eigenschaften Verhält sich als hätte es eine veränderte Masse Effektive Masse Effektive Masse

15 …und die wollten wir berechnen! Ergebnis: Nacktes Helium Nacktes Helium Quasihelium Quasihelium 3 He: Stark wechselwirkendes System!

16 Stark wechselwirkendes System…

17 Etwas Abschreckung muss sein!

18 Aus dem Leben eines Physikers… Was ist mit unserer eleganten Lösung passiert?

19 Wozu das Ganze? Die heilige Neugier des Forschens!

20 Dank & co. Prof. Krotscheck & Institut für Theoretische Physik Prof. Krotscheck & Institut für Theoretische Physik 3. Dr. Fenz für die Spinabbildung Was? Eine Frage? – Da hast du meine Antwort!


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