Von Hochtemperatursupraleitern bis zu ultrakalten Atomen: Die Physik des Mott-Übergangs

Die Hochtemperatursupraleiter und ultrakalte Atome scheinen auf den ersten Blick nicht viele Gemeinsamkeiten zu besitzen. Um so überraschender ist daher die experimentelle Realisierung eines makroskopischen Phasenüberganges in einem ultrakalten Gas von Atomen von einem atomaren Isolator zu einer Supraflüssigkeit [Nature 415, 39 (2002)]. Bei extrem niedrigen Temperaturen spielen die thermischen Fluktuationen keine Rolle mehr und Quantenfluktuationen dominieren. Der große Fortschritt der experimentellen Techniken in den letzten Jahren erlaubt die Kontrolle der Parameter der quantenmechanischen Systeme und die Untersuchung von Quantenphasenübergängen sowohl in den ultrakalten Gasen und der stark korrelierten Elektronen in den Hochtemperatur-supraleitern. In meinem Vortrag werde ich das faszinierende Wechselspiel zwischen der starken repulsiven Wechsel-wirkung der Teilchen und der quantenmechanischen Unschärfe diskutieren, das sowohl bei den Hochtemperatursupraleitern als auch in den ultrakalten Gasen als Ursache für die ungewöhnlichen kollektiven Quantenphänomene ist.