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Und er würfelt doch... Johannes Mayrhofer Institut für Theoretische Physik 16. April 2009.

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Präsentation zum Thema: "Und er würfelt doch... Johannes Mayrhofer Institut für Theoretische Physik 16. April 2009."—  Präsentation transkript:

1 Und er würfelt doch... Johannes Mayrhofer Institut für Theoretische Physik 16. April 2009

2 Albert Einstein, Brief an Max Born, 1926: …der Alte (Anm. Gott) würfelt nicht… GRUND: Unzufriedenheit mit Quantenmechanik HEUTE: Quantenmechanik hat sich bewährt MEINE DIPLOMARBEIT: Ein kompliziertes quantenmechanisches System kann durch eine Art würfeln beschrieben werden. Und er würfelt doch…

3 Faszination Helium-4 Man sieht es nicht aber kann es hören !-)

4 Faszination Helium-4 Einzige Substanz, die flüssig ist bei T = 0K Suprafluidität (T < 2,17 K) Reibungsloses Fließen

5 Faszination Helium-4

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9 Einzige Substanz, die flüssig ist bei T = 0K Suprafluidität (T < 2,17 K) Reibungsloses Fließen Hohe Wärmeleitfähigkeit Bose-Einstein Kondensat Quantenmechanik

10 Was wollen wir? Was? Bose-Einstein Kondensat in Helium-4 Tröpfchen Wieso? Brücke zw. Quantenwelt und unserer Welt Wie? Computersimulationen mit Monte Carlo Methode Wo? am absoluten Nullpunkt (-273,15°C)

11 Bose-Einstein Kondensation

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15 BEC anschaulich Bosonen, alle sind gleich und können im selben Schritt marschieren Keiner weiß, wo er sich gerade befindet und bewegt sich nicht.

16 Physik heute

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19 Warum Simulationen in der Physik? Billiger und variabler als klassisches Experiment Teilweise einzige Möglichkeit über ein physikalisches System mehr herauszufinden Theoretische Modelle überprüfen Einfache Modelle von kleinen Systemen können auf größere erweitert werden mit teils geringen Aufwand...

20 Monte Carlo oder die Kunst des Würfelns

21 Monte Carlo Simulation

22 Helium-4 Tröpfchen

23 Der Monte Carlo Würfel Mehr als ein Würfel mit sechs Seiten

24 Monte Carlo von Helium-4 Tröpfchen

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29 Snapshot

30 Monte Carlo von Helium-4 Tröpfchen Erzeuge mir Millionen solcher Anordnung Messe die Abstände zw. den Atomen Energie, Dichte und natürlich das Bose-Einstein Kondensat

31 Was kommt raus? ca. 10% der Teilchen befinden sich in einem makroskopischen Quantenzustand An der Oberfläche sind 100% im Bose-Einstein Kondensat

32 Ultra-kalte Heliumtröpfchen werden bei optischer Analyse von einzelnen Atomen und Molekülen verwendet Simulation kann für andere Systeme verwendet werden Bose-Einstein Kondensat gilt als Grundbaustein des Quantencomputers Wissensdurst gestillt und was nun?

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