AG Hornberger - Willkommen

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Wir erforschen die komplexe Dynamik offener nanoskaliger Quantensysteme in Wechselwirkung mit ihrer Umgebung und mit Laserlicht, zum Teil in enger Kollaboration mit führenden Experimentalphysikern.

Laufende Projekte untersuchen Dekohärenz- und Verschränkungsprozesse in nanomechanischen Systemen und molekularen Materiewellen sowie die mikroskopischen Mechanismen des quanten-klassischen Übergangs.

17. September 2018

Materiewellen-basierte Selektion von Konformeren

Bei fast allen größeren Molekülen kann die räumliche Anordnung der Atome trotz gleicher Bindungsverhältnisse in unterschiedlichen Strukturen auftreten. Wir zeigen, dass man mit Hilfe eines Materiewellen-Interferometers einzelne solche Konformere gezielt aus einer Mischung auswählen und untersuchen kann.
 

Physical Review Letters 121 (2018), in press

19. Juli 2018

Quanten-Superpositionen der Orientierung nanosopischer Kreisel

In einem aktuellen Preprint schlagen wir ein experimentell realistisches Schema vor, um ein periodisches Wiederaufleben der Orientierung von rotierenden Nanoteilchen zu beobachten. Es handelt sich dabei um einen quantenmechanischen Interferenz-Effekt in der Rotationsbewegung, der das zeitweilige Vorliegen einer Superposition aller Orientierungen nachweist.

Benjamin A. Stickler, Birthe Papendell, Stefan Kuhn, James Millen, Markus Arndt, and Klaus Hornberger,
Probing Macroscopic Quantum Superpositions with Nanorotors,
eprint arXiv:1803.01778

 

3. Juli 2018

Best-Talk-Award für Björn Schrinski

Beim Bayesian Young Statisticians Meeting (BAYSM 2018) in Warwick (UK) hielt Björn Schrinski einen Vortrag zum Thema Towards Bayesian hypothesis testing of macrorealistic modifications of quantum mechanics, für den er auf Anhieb einen Best-Talk-Award erhielt.

Glückwunsch, Björn!

15. Juni 2018

Reibung und Diffusion quantisierter Kreisel

Wir finden die allgemeine quantenmechanische Beschreibung von Reibung, Diffusion, Dekohärenz und Thermalisierung in der Drehbewegung starrer Körper. Ihr semiklassischer Grenzfall führt auf die Fokker-Planck-Gleichung der klassischen Rotationsdynamik.

Physical Review Letters 121, 040401 (2018)

15. Juni 2018

Studienpreis für Lukas Martinetz

Lukas Martinetz wurde mit dem Preis für die beste Masterarbeit aus der Fakultät für Physik ausgezeichnet. Die Urkunde wurde ihm vom Rektor der Universität Duisburg-Essen, Herrn Prof. Ulrich Radtke, während der Feierstunde zum Dies Academicus überreicht.

Glückwunsch, Lukas!

11. Mai 2018

Gas-induzierte Reibung und Diffusion klassischer Kreisel

Die Einflüsse eines dünnen Umgebungsgases auf die gekoppelte rotationelle und translatorische Bewegung eines beliebig geformten starren Körpers lassen sich mit Hilfe der Boltzmann-Gleichung mikroskopisch vorhersagen und die zugehörigen Reibungs- und Diffusionstensoren angeben.

Phys. Rev. E 97, 052112 (2018)

Unser Artikel wurde von Physical Review E als Editor's Suggestion ausgezeichnet.

7. Dezember 2017

Diffusion des quantisierten Drehimpulses von Nanoteilchen

In der quantenmechanischen Rotationsbewegung eines beliebig geformten Nanoteilchens führt die Wechelwirkung mit Umgebungsgasen und Hintergrundfeldern zur Diffusion des Drehimpulses.

New Journal of Physics 19 (2017) 122001 (Fast Track Communication)

Video-Abstract

Unser Artikel wurde von New Journal of Physics als Highlight 2017 ausgezeichnet.

22. November 2017

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

Geschickt moduliert Laserstrahlen können die Genauigkeit einer elektronischen Uhr auf die eigentlich chaotische Drehbewegung eines in der Schwebe gehaltenen nanoskopischen Uhrzeigers übertragen.

Nature Communications 8, 1670 (2017)

13. März 2017

Optische Kontrolle levitierter Siliziumstäbchen im Laserfeld

Mit stehenden Lichtfeldern lässt sich die Schwerpunkts- und Rotationsdynamik nanoskaliger Siliziumstäbchen detektieren und manipulieren.

Optica 4, 356-360 (2017)
Nano Letters 15, 5604 (2015)

4. November 2016

Dr. Kai Walter

Habemus doctorem! Kai Walter wurde von der Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen für seine Dissertation Coherence and Decoherence in High-mass Matter-wave Interferometry zum Doktor rer. nat. promoviert.

Glückwunsch, Kai!

おめでとう

Und hier gehts zur Dissertation

14. Oktober 2016

Laserkühlung nanoskaliger Stäbchen und Scheiben ins ro-translatorische Quantenregime

Asphärische Nanoteilchen lassen sich durch geschicktes Cavity-Kühlen in den Grundzustand der Schwerpunkts- und Rotationsbewegung versetzen.

Phys. Rev. A 94, 033818 (2016)

Video der Einfangdynamik

10. Oktober 2016

Dr. Lutz Sörgel

Habemus doctorem! Lutz Sörgel wurde von der Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen für seine Dissertation Pointer state dynamics of dissipative quantum systems zum Doktor rer. nat. promoviert.

Glückwunsch, Lutz!

Hier gehts zur Dissertation

10. September 2016

Poster-Preis für Björn Schrinski

Björn Schrinski präsentierte auf der Konferenz Frontiers in Matter Wave Optics FOMF2016 in Arcachon (Frankreich) ein Poster mit dem Titel Interference of Bose-Einstein Condensates under the Influence of Decoherence und erhielt für seinen Beitrag einen Poster-Preis.

Glückwunsch, Björn!

 

4. Juli 2016

In der Meisterklasse mit Nobelpreisträger Bill Phillips

Benjamin Stickler stellte seine aktuellen Forschungsergebnisse im Rahmen der 66. Nobelpreisträgertagung in Lindau vor. In der von Nobelpreisträger Bill Phillips geleiteten Meisterklasse präsentierte er die von ihm entwickelte Theorie zur Laserkühlung anisotroper Nanoteilchen.

An der Tagung nahmen 29 Nobelpreisträger sowie rund 400 junge Physiker aus aller Welt teil, die in einem mehrstufigen Verfahren ausgesucht wurden. Benjamin gehörte auch zu den 30 Nachwuchswissenschaftlern, die ihre Arbeit allen Tagungsteilnehmern in einem Poster vorstellen konnten.

 

4. Dezember 2014

Stefan Nimmrichter erhält Award of Excellence 2014

Am 4.12.2014 wurde Herrn Dr. Stefan Nimmrichter der Award of Excellence verliehen, mit dem der Bundesminister für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft der Republik Österreich die besten Dissertationen eines Studienjahres auszeichnet.

Glückwunsch Stefan!

Weiter zur Beschreibung der Dissertation

2. September 2014

Nahfeld-Interferometrie eines frei fallenden Nano-Teilchens

Unser Vorschlag einer Materiewellen-Interferenzmethode für Silizium-Teilchen mit 106 amu ist in Nature Communications erschienen. Damit ließe sich das Quanten-Superpositionsprinzip auf bisher unerreichten Skalen testen.

Nature Commun. 5, 4788 (2014)
 

6. August 2014

Dr. Felix Lucas

Habemus doctorem! Felix Lucas wurde von der Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen für seine Dissertation Adaptive Resummation of Markovian Quantum Dynamics zum Doktor rer. nat. promoviert.

Glückwunsch, Felix!

5. August 2014

Inkohärente Kontrolle der Retinal-Isomerisierung

Die gezielte Nutzung der Rückwirkung quantenmechanischer Messungen erlaubt es, das Verhalten relativ komplexer Quantensysteme zu kontrollieren. Wir zeigen dies anhand einer für den Sehprozess entscheidenden biochemischen Reaktion, der photo-induzierten Isomerisierung von Retinal im Proteinkomplex Rhodopsin.

Phys. Rev. Lett. 113, 058301 (2014)

 

11. Juli 2014

Optomechanischer Test spontaner Lokalisierungstheorien

Die Wirkung hypothetischer Modifikationen der Schrödingergleichung, die Superpositionen auf makroskopischen Skalen zerstören, lässt sich durch die präzise Beobachtung einer Testmasse überprüfen. Erstaunlicheweise sollte die Masse aber nicht viel größer als einige Pikogramm sein.

Phys. Rev. Lett. 113, 020405 (2014)

 

29. April 2014

Dr. Timo Fischer

Habemus doctorem! Timo Fischer wurde von der Fakultät für Physik der Universität Duisburg-Essen für seine Dissertation Decoherence of the Orientation State zum Doktor rer. nat. promoviert.

Glückwunsch, Timo!

1. April 2014

Die Grenzen des Quanten-Superpositionsprinzips

Ein Übersichtsartikel zu Tests des Quanten-Superpositionsprinzips in zunehmend makroskopischen Systemen ist in Nature Physics erschienen.

Nature Phys. 10, 271-277 (2014)

Er ist Teil einer Nature Physics Insight-Sonderausgabe, die sich den Grundlagen der Quantenmechanik widmet.

15. Januar 2014

Adaptive Resummierung markovscher Quantendynamik

Unsere Methode zur Herleitung analytischer Näherungen für die Dynamik offener Quantensysteme ist in Physical Review Letters erschienen.

Phys. Rev. Lett 110, 240401 (2013),

Eine ausführlichere Arbeit diskutiert die Konvergenzeigenschaften und die numerische Implementierung der adaptiven Resummierung: Phys. Rev. A 89, 012112 (2014)

30. Dezember 2013

Quantenmechanik in gekrümmten Phasenräumen

Unsere konsistente Erweiterung der Wigner-Weyl-Moyal Phasenraumdarstellung der Quantenmechanik auf allgemeine, gekrümmte Konfigurationsräume ist in Physical Review A erschienen.

Phys. Rev. A 88, 062117 (2013)

29. Oktober 2013

Dr. Stefan Nimmrichter

Habemus doctorem! Stefan Nimmrichter wurde von der Universität Wien für seine Dissertation Macroscopic matter wave interferometry zum Doktor rer. nat. promoviert.

Die Arbeit wurde mit einem Springer Thesis Prize ausgezeichnet und wird in der Springer Thesis-Reihe veröffentlicht — 'Recognizing Outstanding Ph.D. Research'.

Glückwunsch, Stefan!

9. Juli 2013

Nichtlokaler Young-Test mit Einstein-Podolsky-Rosen-verschränkten Teilchenpaaren

Nichtlokale Interferenz basierend auf EPR-korrelierten Teilchen erlaubt es, Verschränkung und nicht-klassisches Teilchenverhalten durch einfache Ortsmessungen nachzuweisen.

Phys. Rev. A 88, 013610 (2013)

7. Juni 2013

Wignerfunktion für Orientierungszustände

Unsere Erweiterung der Wigner-Weyl-Phasenrumdarstellung auf die quantenmechanische Rotationsdynamik starrer Körper ist bei New Journal of Physics erschienen.

New J. Phys. 15, 06004 (2013)

18. April 2013

Makroskopizität von Superpositions-Zuständen

Unser Vorschlag eines experimentell zugänglichen, objektiven und universellen Maßes für die Makroskopizität von Superpositions-Zuständen in materiellen Quantensystemen ist in Physical Review Letters erschienen.

Phys. Rev. Lett. 110, 160403 (2013)

Besprechungen der Arbeit finden sich im New Scientist (Quantum effects get a weirdness scale), in Physics World (How fat is Schrödinger’s cat?) und in Physics (Quantumness put on the scale). Siehe auch phys.org (Physicists propose measure of macroscopicity) und phsycs.com (Physicists introduce magnitude of macroscopicity).

13. - 17. Mai 2013

Sommerschule zu Tests des Quanten-Superpositionsprinzips

In der Woche vom 13. bis 17. Mai 2013 fand im Physikzentrum Bad Honnef die WE-Heraeus-Sommerschule Exploring the quantum superposition principle statt. Weitere Informationen finden sich auf der Webseite der Schule.

Organisatoren: M. Arndt (U Wien), K. Hornberger (U Duisburg-Essen)

Gefördert durch die Wilhem und Else Heraeus-Stiftung

7. Feb. 2013

Auftakt-Treffen des NANOQUESTFIT Konsortiums

Am 7. und 8. Februar fand am Campus Duisburg, in MG 465 die Auftakt-Veranstaltung des NANOQUESTFIT Konsortiums statt.

Im Rahmen dieses von der EU geförderten Forschungsprojekts (ICT FET Open STREP) sollen durch Materiewellen-Interferometrie großer Moleküle und Cluster die Grenzen des Quanten-Superpositionsprinzips ausgelotet werden. In unserer Gruppe wollen wir u.a. theoretische Beschreibungsverfahren entwickeln, mit denen der Einfluss des molekularen Orientierungs- und Konfigurationszustands auf die Wechselwirkung mit dem Beugungsgitter und auf Dekohärenzprozesse quantitativ vorhergesagt werden kann.

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