One-dimensional few-boson systems in single- and double-well traps [Elektronische Ressource] / by Sascha Zöllner

Dissertationsubmitted to theCombined Faculties of the Natural Sciences and Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germanyfor the degree ofDoctor of Natural SciencesbyDipl.-Phys. Sascha Zöllnerborn in Magdeburg, GermanyFinal exam:July 17, 2008One-dimensional Few-boson Systems inSingle- and Double-well TrapsReferees:Prof. Dr. Peter SchmelcherPriv.-Doz. Dr. Thomas GasenzerEindimensionale Wenig-Bosonen-Systeme in Einzel- und Doppel-Topffallen. Gegenstand dieser Ar-beit sind eindimensionale Systeme weniger Bosonen in einfach-harmonischen und Doppeltopf-Fallen.Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Übergang von schwachen Wechselwirkungen hin zum Grenz-fall starker Abstoßung, in dem das Bose-Gas auf ein ideales Fermi-Gas abgebildet werden kann. ZurBeschreibung dieses Fermionisierungs-Übergangs dient eine hier entwickelte Exakte Diagonalisierungund eine numerisch exakte Quantendynamik-Methode(MCTDH). Der Übergangs-Mechanismusfür denGrundzustand besteht in der Ausbildung eines Zweiteilchen-Korrelationsloches und der anschließendenLokalisierung der einzelnen Teilchen, sobald diese sich hinreichend stark abstoßen. Dies schlägt sichnieder in der Verringerung der Kohärenz. Es wird gezeigt, wie der konkrete Verlauf des Fermionisierungs-Übergangs abhängt von der Fallen-Geometrie, der räumlichen Modulation der Wechselwirkung sowieder Teilchenzahl. Darüber hinaus untersuchen wir die niedrigsten Anregungen des Systems.