Ultracold quantum gases in three-dimensional optical lattice potentials [Elektronische Ressource] / Markus Greiner

Ultracold quantum gases inthree-dimensionaloptical latticepotentialsDissertation in the Physics departmentof theLudwig-Maximilians-Universität MünchenMarkus GreinerMünchen, January 22, 2003 Erstgutachter: Prof. T. W. Hänsch Zweitgutachter: Prof. W. Zwerger Tag der mündlichen Prüfung: 29.4.03 meiner FamilieZusammenfassungIn dieser Promotionsarbeit werden Experimente vorgestellt, in denen es gelungen ist, inein neues Regime der Vielteilchenphysik eines atomaren Quantengases vorzudringen. EinBose-Einstein-Kondensat wird in ein dreidimensionales optisches Gitterpotential geladen,das durch interferierende Laserstrahlen gebildet wird. Mit diesem neuartigen Quantensystemkonnte ein Quanten-Phasenübergang zwischen einer Superflüssigkeit und einem Mott Isola-tor realisiert und das Kollabieren und Wiederaufleben eines makroskopischen Materiewellen-feldes beobachtet werden.Quanten-Phasenübergänge werden durch Quantenfluktuationen getrieben und können da-her selbst am absoluten Temperaturnullpunkt auftreten, an dem alle thermischen Fluktuatio-nen ausgefroren sind. Im ersten Teil dieser Arbeit berichte ich über die Beobachtung einessolchen Quanten-Phasenübergangs in einem Bose-Einstein Kondensat mit repulsiver Wech-selwirkung, das in einem dreidimensionalen optischen Gitterpotential gespeichert ist.