Forschungsaufenthalt von OPTIMAS Doktorand in Harvard

Diplom-Physiker Fabian Grusdt hält sich zur Zeit als Gaststudent am Physics Department der Harvard Universität auf. Der Doktorand von Professor Michael Fleischhauer (Fachbereich Physik und Landesforschungszentrum OPTIMAS, TU Kaiserslautern) forscht in Harvard für ein Jahr in der Arbeitsgruppe von Prof. Eugene Demler. Professor Demler war einer der ersten Preisträger des Gutenberg Lecture Awards der Graduiertenschule MAINZ. Mit diesem Preis ergänzen international hochangesehene Forscherpersönlichkeiten das wissenschaftliche Curriculum der Graduiertenschule. Der Studienaufenthalt in Cambridge, MA, ist ebenfalls Teil der Ausbildung in der Graduiertenschule der Exzellenz Material Science in Mainz (MAINZ) deren Mitglied Fabian Grusdt ist. Solche Auslandsaufenthalte (secondments) sollen es den Doktoranden ermöglichen in einem frühen Stadium ihrer wissenschaftlichen Karriere bereits ein internationales Netzwerk zu knüpfen. Dass dies tatsächlich gut funktioniert zeigt eine wissenschaftliche Veröffentlichung, die Fabian Grusdt gerade nach nur 8 Monaten in Cambridge vorbereitet. Neben der gastgebenden Arbeitsgruppe ist daran auch ein Kollege aus Waterloo in Kanada beteiligt.

Als Teil seiner Doktorarbeit beschäftigt sich Fabian Grusdt in Harvard mit theoretischen Untersuchungen zur Präparation und Detektion von topologischen Quantenzuständen in quantenoptischen Systemen. Aufgrund ihrer Bedeutung für fehlerresistente Protokolle in der Quanteninformationsverarbeitung, den exotischen Eigenschaften von topologisch definierten Phasen in Quantenvielteilchensystemen und ihrer elementaren Anregungen, haben  topologische Zustände in den letzten Jahren ein zunehmendes Interesse erfahren. In der Arbeitsgruppe von Professor Demler werden quantenoptische Modellsysteme wie ultra-kalte Quantengase in Hinblick auf die Erzeugung exotischer topologischer Phasen theoretisch untersucht.

Fabian Grusdt konnte bereits erste Ergebnisse seiner Forschung in dem hochangesehenen Fachjournal Physical Review Letters veröffentlichen:
Topological Edge States in the One-Dimensional Superlattice Bose-Hubbard Model
Fabian Grusdt, Michael Höning, Michael Fleischhauer; Phys. Rev. Lett. 110, 260405 (2013)

In dieser Arbeit wurden topologische Phasen wechselwirkender bosonischer Atome in eindimensionalen optischen Gittern untersucht. Die Forscher zeigen, dass der für nicht-wechselwirkende Fermionen exakte Zusammenhang zwischen Topologie und lokalisierten Zuständen am Rand dieser Systeme nicht mehr streng gilt. Es gelang in dieser Arbeit jedoch einen verallgemeinerten Zusammenhang zwischen Randphänomenen und Topologie abzuleiten, der unter anderem für die  Detektion solcher Phasen relevant ist.