Von Teilchen und Löchern

Präsentation zum Thema: "Von Teilchen und Löchern"—  Präsentation transkript:

1 Von Teilchen und Löchern
Helium Labor für Tieftemperaturphysik Von Teilchen und Löchern

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

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

4 Helium: Das Atom

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

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

7 Wieviel ist (zu-)viel? Null Teilchen sind bereits „zuviel“!
Newton (17. Jhd): Dreikörpersystem nicht mehr exakt lösbar Quantenphysik (Anfang 20. Jhd): Zwei- und Einkörperproblem nicht mehr exakt lösbar! Jetzt (Relativistische Quantenfeldtheorie): Vakuum nicht mehr lösbar! Null Teilchen sind bereits „zuviel“! 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“ 3He ist ein Fermion, 4He ein Boson Spin 1/2 (c) W. Fenz

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 Anregung Loch

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

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

15 …und die wollten wir berechnen!
Ergebnis: „Nacktes“ Helium Quasihelium 3He: 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 „Die heilige Neugier des Forschens!“
Wozu das Ganze? „Die heilige Neugier des Forschens!“

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