Bilden visar hur tätheten av atomer i ett så kallat Bose-Einstein-kondensat kan se när det har utvecklats i en atomfälla och under påverkan av en spin-bankopplingsterm. Den irreguljära strukturen är ett resultat av kvantkaos och de ljusare områdena när tätheten är högra är exempel på ‘quantum scars’.
Bilden visar hur tätheten av atomer i ett så kallat Bose-Einstein-kondensat kan se när det har utvecklats i en atomfälla och under påverkan av en spin-bankopplingsterm. Den irreguljära strukturen är ett resultat av kvantkaos och de ljusare områdena när tätheten är högra är exempel på ‘quantum scars’.

Fysikern Jonas Larson vid Stockholms universitet är en av 29 unga lovande forskare som får långsiktig finansiering inom karriärprogrammet Wallenberg Academy Fellows. Hans forskning går ut på att med teoretiska metoder undersöka fenomen som uppstår i närheten av den absoluta nollpunkten.

Kyler atomer med laser

Med hjälp av laserljus kan forskare kyla ner atomer till temperaturer som ligger mycket nära den absoluta nollpunkten. Bland annat kan något som kallas ”Bose-Einstein-kondensat” formas; ett tillstånd där alla atomer i en gas följer varandra och beter sig på samma vis.

Jonas Larson vid Fysikum, Stockholms universitet, ska med analytiska och numeriska metoder undersöka de kvantmekaniska fenomen som uppstår när en kall gas placeras i en så kallad optisk kavitet, skapad med hjälp av två speglar. När de kalla atomerna växelverkar med ljus går materien in i olika faser där komplexa kvantmekaniska tillstånd uppstår.

Teoretiska studier av kalla atomsystem

Jonas Larson ska även genomföra teoretiska studier av kalla atomsystem som fungerar som modeller för kvantmekanisk magnetism. Han kommer att samarbeta med en forskargrupp i Zürich som ska utvärdera de teoretiska resultaten i verkliga experiment. Projektets mål är att bättre förstå den kvantvärld som i mångt och mycket ännu är ett mysterium för oss.

Jonas Larsson
Jonas Larsson

– Anslaget gör det möjligt för mig att bygga en egen forskargrupp i Stockholm kring ett av de snabbast växande områdena inom fysiken, kall atomteori och kvantsimulering. Vi ska öka kunskapen om hur ljus och materia interagerar och vilka nya tillstånd som kan uppträda. Vi ska även utforska ”exotiska” tillstånd inom kvantmagnetism som kan uppträda i material med hittills okända magnetiska egenskaper. Som teoretiker kommer vi att ha ett nära samarbete med internationella experter på den experimentella sidan så de kan verifiera våra resultat i labbmiljö, säger Jonas Larson.

Mer information

Läs mer i Stockholms universitets forskningsdatabas www.su.se/researchdatabase/person/3692 eller på Jonas Larsons webbsida http://www.fysik.su.se/~jolarson/.

Wallenberg Academy Fellows

Programmet har inrättats av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse i nära samarbete med fem kungliga akademier och 16 svenska universitet. Anslaget som följer med utnämningen uppgår till totalt mellan 5 till 9 miljoner kronor per forskare under fem år. Efter den första perioden finns möjlighet att söka stöd för ytterligare fem år.
Samtliga nya Wallenberg Academy Fellows