Forskningsprojekt Fåkroppsfysik
Projektet handlar om beräkningar av ultrakalla tre-atomsystem. Redan 1970 förutsade Vitali Efimov, genom teoretiska överväganden, att under rätt förutsättningar ska tre-kroppssystem kunna bilda bundna tillstånd med väldigt speciella kvantegenskaper. Först år 2006 upptäckte man att Efimovs tillstånd bildas i moln av ultrakalla cesiumatomer. Sedan dess har Efimovtillstånd hittats i en rad andra atommoln, och i blandningar av olika sorters atomer.
En orsak till att Efimovtillstånden är så intressanta är att de har s.k. "universella" egenskaper, d.v.s. egenskaper som är precis desamma oberoende av i vilket system (t.ex. vilken atom) de uppstår. Dessutom växelverkar atomerna i tillstånden starkt med varandra (s.k. resonant växelverkan). Att förstå starkt växelverkande system är svårt eftersom de vanligen använda verktygen i teoretisk fysik inte fungerar för dem. Det är också viktigt eftersom starkt växelverkande mångkropps-system dyker upp inom en rad områden av fysiken, t.ex. supraledning. Om vi kan hitta universella egenskaper i trekropps-system så kanske de leder vidare till system med fyra och fem atomer o.s.v., så vi får en bättre förståelse av starkt växelverkade mångkropps-system i allmänhet.
Efimovtillstånd är bundna tillstånd av tre partiklar med boson-symmetri. Att sådana tillstånd är möjliga förutsades teoretiskt redan 1970 av Vitali Efimov. Det dröjde dock ända till 2006 innan detta kunde bekräftas i experiment, då i moln av ultrakalla Cesium atomer. Tillstånden är intressanta eftersom de är en rent kvantmekanisk effekt och uppvisar olika universella egenskaper, det vill säga egenskaper som inte beror på vilken typ av partiklar som används för att skapa dem (så länge de har de rätta symmetriegenskaperna). Vårt fokus är främst på ultrakalla alkaliatomer, men även t.ex. kärnpartiklar kan uppvisa denna typ av tillstånd. Efimovtillstånd är ett exempel på starkt (eller resonant) växelverkande system, vilka är av intresse inom många områden av fysiken.
