Forschung

Die Gruppe KOMET 7 (Prof. Dr. Peter van Dongen) untersucht die physikalischen Eigenschaften wechselwirkender quantenmechanischer Vielteilchensysteme. Grundsätzlich können hierbei sowohl fermionische als auch bosonische (oder auch gemischt fermionisch-bosonische) Systeme in Betracht kommen. Besonders interessant sind speziell die Eigenschaften stark korrelierter Elektronensysteme in komplexen Festkörpern, da die starke Elektron-Elektron-Wechselwirkung solcher Materialien viele physikalische Phänomene entscheidend mitbestimmt. Beispiele solcher Phänomene sind Metall-Isolator-Übergänge, der Magnetismus in seinen vielen verschiedenen Formen, Hochtemperatur-Supraleitung, der Kondo- und der Mehrkanal-Kondo-Effekt, der gebrochenzahlige Quanten-Hall-Effekt, kolossale Magnetwiderstände, die Bildung von Streifenphasen und elektronische Phasenseparation. In den letzten Jahren untersucht die Gruppe auch intensiv die physikalischen Eigenschaften ultrakalter fermionischer Quantengase, die in einer harmonischen Falle eingesperrt sind, wobei für uns insbesondere die Tieftemperaturphasen mit gebrochener Symmetrie (Suprafluidität, Antiferromagnetismus) interessant sind.

Die Untersuchung all dieser Phänomene erfolgt mit Hilfe von effektiven Feldtheorien, die entweder analytisch (d.h. störungstheoretisch oder mittels exakter Lösungen) oder numerisch ausgewertet werden. Das Standardbeispiel einer solchen effektiven Feldtheorie ist das sogenannte Hubbard-Modell, das in einfachst möglicher Weise sowohl die kinetische Energie als auch die Wechselwirkung fermionischer Teilchen auf einem Gitter (also z.B. der Leitungselektronen im Festkörper) beschreibt. Die wichtigste numerische Methode, die hierbei eingesetzt wird, ist die Quanten-Monte-Carlo-Simulation, falls erforderlich kombiniert mit Maximum-Entropie-Verfahren. Alternativ oder ergänzend hierzu wird Numerik auch eingesetzt zur Auswertung von mit störungstheoretischen Formalismen erhaltenen Gleichungen. Surfen Sie durch unsere Seiten. Für Kommentare und Fragen zu unserer Arbeit klicken sie einfach auf  Kontakt. Im Folgenden finden Sie eine Auswahl unserer verschiedenen Arbeitsthemen, -methoden und -techniken: