Gekoppelte Ketten, ein Magnet – und endlich Urlaub! ?

Die letz­te Woche war für mich aus­ge­spro­chen erfolg­reich – eine offi­zi­el­le Ver­öf­fent­li­chung in PRB und ein neu­es Manu­skript auf dem arXiv sind für mich zwei gute Grün­de zum Fei­ern ? Beson­ders erfreu­lich: es war mei­ne letz­te Woche vor dem Urlaub. Jetzt kann ich mich ohne schlech­tes Gewis­sen erho­len und end­lich mal wie­der etwas abschalten.

Gekoppelte Ketten in PRB

Abbil­dung 1 aus unse­rem jetzt in PRB erschie­ne­nen Paper. Die cen­tral char­ge \( c \) ist eine cha­rak­te­ris­ti­sche Grö­ße topo­lo­gisch geord­ne­ter Sys­te­me, deren Wert in unse­rem Modell davon abhängt, wie stark die Ket­ten ver­bun­den wer­den (\( t_y/t_x \))

Am Diens­tag wur­de nach mehr als einem hal­ben Jahr im Review-Pro­zess (dan­ke Covid für Ver­zö­ge­run­gen auf allen Sei­ten…) end­lich unser Paper zum Laugh­lin-Zustand auf gekop­pel­ten Ket­ten als Let­ter in Phy­si­cal Review B veröffentlicht ?

Dar­in haben wir uns damit beschäf­tigt, ob und wie es mög­lich ist, mit kal­ten Ato­men in opti­schen Git­tern soge­nann­te frak­tio­na­le Chern-Iso­la­to­ren zu beob­ach­ten und ein­deu­tig zu iden­ti­fi­zie­ren. Ins­be­son­de­re haben wir eine Metho­de vor­ge­schla­gen, wie dabei die „cen­tral char­ge“ gemes­sen wer­den kann. Das ist eine beson­ders wich­ti­ge Grö­ße zur Iden­ti­fi­ka­ti­on inter­es­san­ter Quan­ten­zu­stän­de, die bis­her expe­ri­men­tell weder in kal­ten Ato­men noch in kon­ven­tio­nel­le­ren Fest­kör­per­sys­te­men direkt gemes­sen wer­den konnte.

Quanten Hall Ferromagnetismus auf dem arXiv

Abbil­dung 1 aus unse­rem neu­en Manu­skript zu Quan­ten Hall Fer­ro­ma­gne­tis­mus im Fer­mi-Hub­bard Modell. Hier zei­gen wir das Pha­sen­dia­gramm für soge­nann­te Spin-Singlet-Zustände.

Neben die­sem eher „for­ma­len“ Erfolg haben wir am Frei­tag das Manu­skript zu unse­rem neu­es­ten Pro­jekt auf das arXiv hochgeladen! ??

In „Fer­ro­ma­gne­tism and Skyr­mi­ons in the Hof­stad­ter-Fer­mi-Hub­bard Model“ haben wir unter­sucht, ob Teil­chen mit ähn­li­chen Eigen­schaf­ten wie Elek­tro­nen sich in Git­tern so ver­hal­ten wie Elek­tro­nen in einem kon­ti­nu­ier­li­chen System.

Ins­be­son­de­re haben wir uns mit der Fra­ge beschäf­tigt, ob sich durch ein star­kes magne­ti­sches Feld senk­recht zur Pro­be ein soge­nann­ter „Quan­ten Hall Fer­ro­ma­gnet“ bil­den kann. Die Details dahin­ter sind recht tech­nisch, des­halb ver­scho­ne ich euch hier damit. In Fest­kör­per­sys­te­men konn­te die­ser Zustand jeden­falls schon beob­ach­tet wer­den, aller­dings gab es in Git­ter­sys­te­men eini­ge Fra­gen im Zusam­men­hang mit dem zugrun­de­lie­gen­den Mecha­nis­mus. Zu deren Ant­wort kön­nen wir mit unse­rer Arbeit hof­fent­lich einen Teil beitragen.

Wir fin­den in unse­ren Simu­la­tio­nen soge­nann­te Skyr­mio­nen, deren loka­le Eigen­schaf­ten kal­te Ato­me womög­lich zum ers­ten Mal unter­su­chen können.

Eine ande­re sehr span­nen­de Eigen­schaft des Sys­tems, das wir unter­sucht haben, sind ener­ge­tisch güns­ti­ge Anre­gun­gen. Die­se zei­gen span­nen­de „Skyr­mio­nen“, bei denen der Spin der Teil­chen lokal par­al­lel aus­ge­rich­tet ist, wäh­rend er auf lan­gen Ska­len genau ent­ge­gen­ge­setzt ist.

Die­ses Ver­hal­ten kann­te man aus theo­re­ti­schen Rech­nun­gen im Kon­ti­nu­um, aller­dings war es in Fest­kör­per­sys­te­men nicht mög­lich, sol­che loka­len Eigen­schaf­ten genau­er zu unter­su­chen. Quan­ten­gas-Mikro­sko­pie von kal­ten Ato­men bie­tet hier eine groß­ar­ti­ge Mög­lich­keit, die­se exo­ti­schen Eigen­schaf­ten zum ers­ten Mal direkt zu beobachten.

Und jetzt ab in den Urlaub…

Nach einer erfolg­rei­chen Woche ver­ab­schie­de ich mich jetzt für zwei Wochen in mei­nen ver­dien­ten Sommerurlaub.

Danach wer­de ich für eine Woche nach Brüs­sel rei­sen und dort an einem Work­shop zu Quan­ten­si­mu­la­ti­on ins­be­son­de­re mit kal­ten Gasen teil­neh­men – ihr erkennt ein Motiv 😉 Außer­dem wer­de ich in der Woche die Grup­pe von Nathan Gold­man besu­chen und freue mich dar­auf, dort ein paar alte Bekann­te wie­der­zu­tref­fen. Es fühlt sich immer wie­der schön an für mich, dass ich mitt­ler­wei­le vie­le Leu­te aus die­sem Feld ken­ne und mei­ne wis­sen­schaft­li­che Hei­mat damit wohl gefun­den habe.

Nach mei­ner Rei­se bin ich dann wie­der für ein paar Wochen zuhau­se und wen­de mich neu­en Pro­jek­ten zu. Außer­dem gehen mei­ne Bewer­bun­gen für Post­Doc-Stel­len in die hei­ße Pha­se. Vor allem in den USA sind hier die Fris­ten extrem früh, sodass ich ver­mut­lich eini­ge Zeit mit Bewer­bungs­schrei­ben und ver­wand­ten Din­gen ver­brin­gen wer­de. Mal sehen, wie sich das alles anfühlt 🙂

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