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Heiße Teilchen, kalte Atome

Hochenergiephysik und Physik kalter Atome: Zwei Forschungsgebiete wachsen zusammen.

QGP meets cold atoms

QGP meets cold atoms

QGP meets cold atoms

QGP meets cold atoms

Das Quark-Gluon Plasma ist ein heißes Forschungsgebiet. Auch PhysikerInnen an der TU Wien, wie Andreas Schmitt vom Institut für Theoretische Physik, beschäftigen sich mit diesem exotischen, extrem heißen Materiezustand, in dem sich das ganze Universum in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall befand. Dabei zeigen sich überraschende Zusammenhänge zwischen zwei scheinbar völlig unterschiedlichen Teilgebieten der Physik: Die Teilchenphysik des Quark-Gluon-Plasmas und die Physik ultrakalter Atome. Von 3.-8. August findet dazu in Riezlern ein international besetzter Workshop statt.

In einem Quark-Gluon-Plasma ist die Hitze bzw. die Dichte so groß, dass die Quarks und Gluonen, die elementaren Bausteine unserer Materie, keine Bindung mehr eingehen, sondern wild durcheinanderschwirren. Dieser Zustand ist wichtig für das Verständnis des frühen Universums. Aber auch im heutigen Universum gibt es Objekte, in denen das Quark-Gluon-Plasma existieren könnte, nämlich Neutronensterne. Sie enthalten die dichteste Materie des gesamten heutigen Universums und gelten somit als eine Art "Labor" für fundamentale Teilchenphysik.

"Quark-Gluon Plasma" und "Cold Atoms"


In den vergangenen Jahren stellte sich heraus, dass nicht nur durch astrophysikalische Beobachtungen, sondern auch durch Experimente auf der Erde einige Aspekte des Quark-Gluon-Plasma (QGP) untersucht werden können. Es gibt nämlich erstaunliche Parallelen zwischen dem Materiezustand QGP und ultrakalten Atomen. Genau darum soll es auf dem international besetzten Workshop im österreichischen Riezlern gehen. Andreas Schmitt wird auf Einladung der Organisatoren über neueste Entwicklungen in der Erforschung dieser Zusammenhänge berichten.

Eine wichtige Parallele zwischen exotischer Quarkmaterie im Inneren von kompakten Sternen und den wesentlich einfacher zu beobachtenden Atomen besteht in der Superfluidität. Quarks in Neutronensternen sind nämlich ebenso eine Superflüssigkeit wie bestimmte Arten von ultrakalten Atomen in sogenannten optischen Fallen. Insbesondere können in diesen optischen Fallen unkonventionelle Arten von Superfluidität untersucht werden, wie sie auch von Quarkmaterie erwartet werden. Diese Verbindung von Teilchenphysik zur Atomphysik (und allgemein zur Physik kondensierter Materie) eröffnet für beide Gebiete die faszinierende Chance voneinander zu profitieren und die Grundlagenforschung voranzutreiben.
Nähere Informationen finden Sie unter http://www-aix.gsi.de/conferences/emmi/QGPmCA2009/