VILLUM FONDENs bevilling løber over 5 år og giver Jan Arlt mulighed for at finansiere 2 Ph.d. studerende. En beskrivelse af projektet kan læses herunder.

Alle aspekter af vores verden styres af de mikroskopiske kvanteegenskaber af de atomer og molekyler, som den består af. Generelt er det umuligt at løse de kvantemekaniske ligninger, som beskriver opførslen af dette enorme antal partikler. Som modsvar til dette problem foreslog Nobelprismodtageren R. Feynmann i 1982 at udnytte naturen selv til at lære mere om kvantesystemer: han foreslog, at et velkontrolleret kvantesystem kan anvendes til at efterligne kvanteegenskaberne af et system, som vi ønsker at undersøge. Denne metode kaldes kvantesimulering.

Ultrakolde kvantegasser udgør en kvantesimulator for mange vigtige systemer inden for fysikken, fordi de kan manipuleres med hidtil uset fleksibilitet og nøjagtighed. I dette projekt vil vi behandle to vigtige problemer ved at anvende kvantegasser i kombination med en ikke-destruktiv detekteringsteknik (såkaldt Faraday-detektering) som en kvante-simulator.

I det første tilfælde vil vi undersøge fluktuationerne som opstår når en kvantegas dannes. Dette er vigtigt for at forstå mange teknologisk vigtige systemer såsom superledere og superfluider. Derudover vil vi undersøge dynamikken af en urenhed, en såkaldt polaron, i en kvantegas bestående af to typer atomer. Da disse polaroner er allestedsnærværende, f.eks. i faststofsystemer, er forståelsen af dem meget vigtig.

Indvirkningen af dette projekt rækker derfor ud over forskningsområdet for ultrakolde kvantegasser og vil bringe vigtige bidrag til forståelsen of anvendelsen af vigtige faststofsystemer.