Simulating and detecting artificial magnetic fields in trapped atoms

A Bose-Einstein condensate exhibiting a nontrivial phase induces an artificial magnetic field in immersed impurity atoms trapped in a stationary, ring-shaped optical lattice. We present an effective Hamiltonian for the impurities for two condensate setups: the condensate in a rotating ring and in an excited rotational state in a stationary ring. We use Bogoliubov theory to derive analytical formulas for the induced artificial magnetic field and the hopping amplitude in the limit of low condensate temperature where the impurity dynamics is coherent. As methods for observing the artificial magnetic field we discuss time of flight imaging and mass current measurements. Moreover, we compare the analytical results of the effective model to numerical results of a corresponding two-species Bose-Hubbard model. We also study numerically the clustering properties of the impurities and the quantum chaotic behavior of the two-species Bose-Hubbard model.Comment: 14 pages, 9 figures. Published versio

Das Eigentum – Alternativen zur Privatisierung

Mit größerer Wucht als je zuvor kehrt die Eigentumsfrage in die Alltagserfahrungen vieler Bürgerinnen und Bürger zurück. Privatisierung bisher öffentlicher Güter und Daseinsvorsorge, öffentlichen Eigentums und öffentlicher Räume ist ein neoliberales Kernprojekt für die ersten Jahrzehnte unseres Jahrhunderts. Bereits in den zwölf Jahren von 1990 bis 2001 betrugen die Privatisierungserlöse in den OECD-Ländern über 600 Mrd. Dollar, in Deutschland 25 Mrd. Euro. 1. Privatisierung als ein neoliberales Kernprojekt Der Neoliberalismus war angetreten, im Namen von Effizienz, Innovation und Wachstum die gesamte Wirtschaft weitgehend privat zu organisieren und möglichst alle Güter in Waren zu verwandeln. Die Errungenschaften sozialer Bändigung des Kapitalismus, der öffentlichen Bereitstellung wichtiger Grundgüter des Lebens wurden und werden rückgängig gemacht. Privatisiert wird die Nutzung öffentlicher Güter, zu denen grundsätzlich alle Menschen freien, gleichen Zugang ohne Zahlung haben. Die Erdatmosphäre als öffentliches Gut von höchster Bedeutung für das Leben auf der Erde wird mit der Ausgabe von Emissionszertifikaten und dem Emissionshandel der Warenwelt einverleibt und deren Gesetzen unterworfen. Das öffentliche Gut Wissen, ruhend auf den Denkresultaten unzählbarer Generationen und im Begriff, in das Zentrum des Produktivkraftsystems im 21. Jahrhundert zu rücken, gerät ebenfalls in die Maschinerie einer „Ökonomie der Enteignung“3. Sicherheit der Bürgerinnen und Bürger ist ein weiteres erstrangiges öffentliches Gut, das der fortschreitenden Privatisierung unterliegt. Auf der einen Seite werden die Terrorakte vom 11. September 2001 als Vorwand genutzt, um im Namen des Antiterrorkrieges die Sicherheit der Bürgerinnen und Bürger vor dem eigenen Staat durch polizeistaatliche und überwachungsstaatliche Maßnahmen, durch Rasterfahndung und Aushöhlung von Datenschutz bis zu Rückfällen in die Duldung oder sogar Förderung von Folter in Frage zu stellen. Auf der anderen Seite wird der Schutz der Bürgerinnen und Bürger vor kriminellen Taten durch Delegierung staatlicher Sicherheitsaufgaben an private Unternehmen zunehmend privatisiert. Sogar der Krieg wird Feld der Privatisierung. Militärische Gewalt wird zur Ware, die auf globalen Gewaltmärkten verkauft wird. Ein „militärisches Unternehmertum“ hat sich herausgebildet. Der Marktumsatz von „Private Military Companies“ wird auf rund 100 Mrd. Dollar im Jahr geschätzt. Privatisiert wird schrittweise die öffentliche Daseinsvorsorge. Nach den Bestimmungen des Allgemeinen Abkommens über den Handel mit Dienstleistungen (GATS) seien die öffentliche Finanzierung oder Teilfinanzierung von Bildungs-, Gesundheits- und Verkehrsleistungen, von öffentlicher Daseinsvorsorge in der Kinderbetreuung, im energie- und wasserwirtschaftlichen Bereich, von öffentlichen Aufgaben in Rundfunk, Fernsehen und Wohnungswirtschaft als „Wettbewerbsverfälschung“ zu betrachten und sollen auslaufen. Dies sei zugleich eine Bedingung, um die öffentlichen Ausgaben zu reduzieren und den Sozialstaat in einen Wettbewerbsstaat zu verwandeln

Dynamics, dephasing and clustering of impurity atoms in Bose-Einstein condensates

We investigate the influence of a Bose-Einstein condensate (BEC) on the properties of immersed impurity atoms, which are trapped in an optical lattice. Assuming a weak coupling of the impurity atoms to the BEC, we derive a quantum master equation for the lattice system. In the special case of fixed impurities with two internal states the atoms represent a quantum register and the quantum master equation reproduces the exact evolution of the qubits. We characterise the qubit dephasing which is caused by the interspecies coupling and show that the effect of sub- and superdecoherence is observable for realistic experimental parameters. Furthermore, the BEC phonons mediate an attractive interaction between the impurities, which has an important impact on their spatial distribution. If the lattice atoms are allowed to move, there occurs a sharp transition with the impurities aggregating in a macroscopic cluster at experimentally achievable temperatures. We also investigate the impact of the BEC on the transport properties of the impurity atoms and show that a crossover from coherent to diffusive behaviour occurs with increasing interaction strength.Comment: 22 pages, 8 figures, some typos correcte

Elementare Fragen neu bedenken. Kapitalismus, Sozialismus, Eigentum und Wege der Veränderung

Die Katze sei nun aus dem Sack, meinen Klaus Blessing und Matthias Werner zu Gregor Gysis Vortrag »Ein moderner Sozialismus« – nämlich dass er nichts weiter im Sinne habe als »Erhaltung und Festigung der bürgerlichen Ära bei Kittung ihrer schlimmsten Verwerfungen«. Und nicht wenige glauben solche Absicht auch in den von den Parteivorständen der Linkspartei und der WASG beschlossenen »Programmatischen Eckpunkten auf dem Weg zu einer neuen Linkspartei in Deutschland« zu erkennen. In solchen Auffassungen treten gegensätzliche Standpunkte zu elementaren Fragen zutage: (1) Was ist Kapitalismus? (2) Was ist Sozialismus? (3) Was sind Grundkonturen einer alternativen Eigentumsordnung? (4) Was kann die Linke heute tun? Evolution oder Bruch? (5) Welche Wege führen aus dem Kapitalismus? Ohne Klärung der Begriffe kann es keine Klarheit in der Diskussion geben

A quantum repeater based on decoherence free subspaces

We study a quantum repeater which is based on decoherence free quantum gates recently proposed by Klein et al. [Phys. Rev. A 73, 012332 (2006)]. A number of operations on the decoherence free subspace in this scheme makes use of an ancilla qubit, which undergoes dephasing and thus introduces decoherence to the system. We examine how this decoherence affects entanglement swapping and purification as well as the performance of a quantum repeater. We compare the decoherence free quantum repeater with a quantum repeater based on qubits that are subject to decoherence and show that it outperforms the latter when decoherence due to long waiting times of conventional qubits becomes significant. Thus, a quantum repeater based on decoherence free subspaces is a possibility to greatly improve quantum communication over long or even intercontinental distances.Comment: 22 pages, 18 figures, accepted for publication in Quantum Information & Computatio