Tests grundlegender Physik mit Hilfe von Experimenten an superflüssigem 3He

• Applicant: Privatdozent Dr. Stefan Ludwig
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2001 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5329698

Die superflüssigen Phasen von 3He gehören zu den komplexesten, aber auch zu den am besten charakterisierten Phasen der kondensierten Materie. Es handelt sich hierbei um p-Wellen BCS-Zustände mit Bahndrehimpuls l = 1 und Gesamtspin S = 1 der Cooperpaare. Die besonderen Eigenschaften dieser Triplet-Zustände machen superflüssiges 3He zu einem wertvollen Modellsystem zum Verständnis eines breiten Spektrums physikalischer Phänomene. Es sind zwei separate Experimente geplant, die unsere Kenntnis grundlegender Physik wesentlich erweitern könnten. In dem einen sollen erste Untersuchungen des kritischen Bereichs am Übergang zwischen normal- bzw. superflüssigem Zustand von 3He durchgeführt werden. Dies wäre u. a. ein wichtiger Test der Renormierungs-Gruppentheorie für Phasenübergänge zweiter Ordnung, welche eine weitere stabile Phase innerhalb des schmalen kritischen Bereichs bei Tc vorhersagt. In dem zweiten Experiment soll mit Hilfe von NMR-Techniken nach einem permanenten elektrischen Dipolmoment entlang der Anisotropieachse in der B-Phase des superflüssigen 3He gesucht werden. Dieser Moment sollte aus neutralen Strömen der schwachen Wechselwirkung resultieren. In atomaren Systemen konnte es noch nicht nachgewiesen werden, weil es zu gering ist. In superflüssigem 3He wäre dieses Dipolmoment dagegen eine Eigenschaft des Kondensats und deshalb proportional zur Probengröße.

• DFG Programme: Research Fellowships