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Kinks - Simulation von diskreten Solitonen

Jonathan Brox, Philip Kiefer und Tobias Schaetz

Einleitung

Solitonen in Ionenkristallen

    Unordnung scheint leicht generiert zu sein und dennoch strebt jedes System nach einem Zustand minimaler Energie. Bei einem Kristallisationsprozess ist es der Zustand einer "fehlerfreien" Kristallstruktur. Wenn der Phasenübergang aber zu schnell erfolgt, so dass kein Informationsaustausch mehr zwischen unterschiedlichen Subdomänen des Kristalls stattfinden kann, bilden sich Untereinheiten der optimalen Struktur. Jedoch passen die aneinander grenzenden Bereiche nicht zwangsläufig zusammen. Wir konnten zeigen, dass Coulomb Kristalle aus gespeicherten, lasergekühlten Ionen solch topologischen Defekte aufweisen und diese sogar in ihrem selbsterzeugten Speicherpotential oszillieren. Als Quasi-Teilchen betrachtet, gleicht ihre Beschreibung der von Solitonen. Wir schlagen vor experimentelle Techniken zu nutzen, die wir für Quanten-Simulationen entwickelt haben, um die Quanteneigenschaften dieser Defekte störungsfrei untersuchen und nutzen zu können.

 

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