Diffusion Resonances in Action Space for an Atom Optics Kicked Rotor with Decoherence

We numerically investigate momentum diffusion rates for the pulse kicked rotor across the quantum to classical transition as the dynamics are made more macroscopic by increasing the total system action. For initial and late time rates we observe an enhanced diffusion peak which shifts and scales with changing kick strength, and we also observe distinctive peaks around quantum resonances. Our investigations take place in the context of a system of ultracold atoms which is coupled to its environment via spontaneous emission decoherence, and the effects should be realisable in ongoing experiments.Comment: 4 Pages, RevTeX 4, 5 Figures. Updated Figures, Minor Changes to text, Corrected Reference

Coherent light transport in a cold Strontium cloud

We study light coherent transport in the weak localization regime using magneto-optically cooled strontium atoms. The coherent backscattering cone is measured in the four polarization channels using light resonant with a J=0 to J=1 transition of the Strontium atom. We find an enhancement factor close to 2 in the helicity preserving channel, in agreement with theoretical predictions. This observation confirms the effect of internal structure as the key mechanism for the contrast reduction observed with an Rubidium cold cloud (see: Labeyrie et al., PRL 83, 5266 (1999)). Experimental results are in good agreement with Monte-Carlo simulations taking into account geometry effects.Comment: 4 pages, 2 figure

"Denken Sie wirklich ich könnte logisch denken?" - wie Lernende mathematische und physikalische Darstellungsformen sortieren

Tabellen, Graphen, Bilder, Formeln und Texte - all diese Darstellungsformen mathematischer und physikalischer Natur werden im Physikunterricht vielfältig genutzt und sind in der Regel mitei-nander verknüpft. Ziel dieser Studie ist es herauszufinden, welche Zusammenhänge die Schülerin-nen und Schüler zwischen den Darstellungen sehen und wie sie diese begründen. In der vorliegen-den Studie (N=229, 10. Jahrgangsstufe) sollten Gymnasialschülerinnen und -schüler 26 Darstel-lungen aus o.g. Kategorien zum Themenfeld 'Dynamik' im Stil einer Sortieraufgabe sinnvoll zu Gruppen sortieren. Zu jeder Gruppe sollte weiterhin eine kurze schriftliche Begründung angegeben werden, weshalb ausgerechnet diese Darstellungen als zusammengehörig empfunden wurden. Die denkbaren Sortierungen waren dabei nicht - wie bei einer Zuordnungsaufgabe - eindeutig, sondern vielfältig. Untersucht wurden mögliche Muster in der Zusammenstellung der Gruppen und in den Begründungen. Erste Ergebnisse werden hier präsentiert

Quantum decoherence and classical correlations of the harmonic oscillator in the Lindblad theory

In the framework of the Lindblad theory for open quantum systems we determine the degree of quantum decoherence and classical correlations of a harmonic oscillator interacting with a thermal bath. The transition from quantum to classical behaviour of the considered system is analyzed and it is shown that the classicality takes place during a finite interval of time. We calculate also the decoherence time and show that it has the same scale as the time after which statistical fluctuations become comparable with quantum fluctuations.Comment: 24 pages, 8 figure

"Denken Sie wirklich ich könnte logisch denken?" - wie Lernende mathematische und physikalische Darstellungsformen sortieren

Tabellen, Graphen, Bilder, Formeln und Texte - all diese Darstellungsformen mathematischer und physikalischer Natur werden im Physikunterricht vielfältig genutzt und sind in der Regel mitei-nander verknüpft. Ziel dieser Studie ist es herauszufinden, welche Zusammenhänge die Schülerin-nen und Schüler zwischen den Darstellungen sehen und wie sie diese begründen. In der vorliegen-den Studie (N=229, 10. Jahrgangsstufe) sollten Gymnasialschülerinnen und -schüler 26 Darstel-lungen aus o.g. Kategorien zum Themenfeld 'Dynamik' im Stil einer Sortieraufgabe sinnvoll zu Gruppen sortieren. Zu jeder Gruppe sollte weiterhin eine kurze schriftliche Begründung angegeben werden, weshalb ausgerechnet diese Darstellungen als zusammengehörig empfunden wurden. Die denkbaren Sortierungen waren dabei nicht - wie bei einer Zuordnungsaufgabe - eindeutig, sondern vielfältig. Untersucht wurden mögliche Muster in der Zusammenstellung der Gruppen und in den Begründungen. Erste Ergebnisse werden hier präsentiert

Das EU-Projekt SAILS: Beispiele für den systematischen Einsatz von begleitender Lernerfolgsmessung (formative assessment) in Forschendem Physikunterricht

Die systematische Integration formativer Assessmentmethoden in Unterrichtssequenzen zum Forschenden Lernen stellt einen besonderen Schwerpunkt des EU-Projekts SAILS (Strategies for Assessment of Inquiry Learning in Science; Laufzeit 2012-2015) dar. Im Rahmen von SAILS-Workshops mit Naturwissenschaftslehrerinnen und -lehrern aus Niedersachsen wurden Unterrichtsmaterialien zum Forschenden Lernen erarbeitet und gezielt formative Assessmentgelegenheiten in den Unterrichtsgang integriert. In diesem Beitrag wird der Ansatz der begleitenden Lernerfolgsmessung (formative assessment) im Sinne des SAILS-Projekts vorgestellt und Beispiele, sogenannte SAILS-Units, für verschiedene methodische Herangehensweisen zur begleitenden Lernerfolgsmessung in Forschendem Physikunterricht präsentiert

Accelerator modes of square well system

We study accelerator modes of a particle, confined in an one-dimensional infinite square well potential, subjected to a time-periodic pulsed field. Dynamics of such a particle can be described by one generalization of the kicked rotor. In comparison with the kicked rotor, this generalization is shown to have a much larger parametric space for existence of the modes. Using this freedom we provide evidence that accelerator mode assisted anomalous transport is greatly enhanced when low order resonances are exposed at the border of chaos. We also present signature of the enhanced transport in the quantum domain.Comment: 7 pages, 5 figures, revtex

Stable Quantum Resonances in Atom Optics

A theory for stabilization of quantum resonances by a mechanism similar to one leading to classical resonances in nonlinear systems is presented. It explains recent surprising experimental results, obtained for cold Cesium atoms when driven in the presence of gravity, and leads to further predictions. The theory makes use of invariance properties of the system, that are similar to those of solids, allowing for separation into independent kicked rotor problems. The analysis relies on a fictitious classical limit where the small parameter is {\em not} Planck's constant, but rather the detuning from the frequency that is resonant in absence of gravity.Comment: 5 pages, 3 figure