Observation of many-body localization in a one-dimensional system with single-particle mobility edge

We experimentally study many-body localization (MBL) with ultracold atoms in a weak one-dimensional quasiperiodic potential, which in the noninteracting limit exhibits an intermediate phase that is characterized by a mobility edge. We measure the time evolution of an initial charge density wave after a quench and analyze the corresponding relaxation exponents. We find clear signatures of MBL, when the corresponding noninteracting model is deep in the localized phase. We also critically compare and contrast our results with those from a tight-binding Aubry-Andr\'{e} model, which does not exhibit a single-particle intermediate phase, in order to identify signatures of a potential many-body intermediate phase

Exploring the Single-Particle Mobility Edge in a One-Dimensional Quasiperiodic Optical Lattice

A single-particle mobility edge (SPME) marks a critical energy separating extended from localized states in a quantum system. In one-dimensional systems with uncorrelated disorder, a SPME cannot exist, since all single-particle states localize for arbitrarily weak disorder strengths. However, if correlations are present in the disorder potential, the localization transition can occur at a finite disorder strength and SPMEs become possible. In this work, we find experimental evidence for the existence of such a SPME in a one-dimensional quasi-periodic optical lattice. Specifically, we find a regime where extended and localized single-particle states coexist, in good agreement with theoretical simulations, which predict a SPME in this regime

Temporal evolution of fault systems in the Upper Jurassic of the Central German Molasse Basin: case study Unterhaching

The structural evolution of faults in foreland basins is linked to a complex basin history ranging from extension to contraction and inversion tectonics. Faults in the Upper Jurassic of the German Molasse Basin, a Cenozoic Alpine foreland basin, play a significant role for geothermal exploration and are therefore imaged, interpreted and studied by 3D seismic reflection data. Beyond this applied aspect, the analysis of these seismic data help to better understand the temporal evolution of faults and respective stress fields. In 2009, a 27 km2 3D seismic reflection survey was conducted around the Unterhaching Gt 2 well, south of Munich. The main focus of this study is an in-depth analysis of a prominent v-shaped fault block structure located at the center of the 3D seismic survey. Two methods were used to study the periodic fault activity and its relative age of the detected faults: (1) horizon flattening and (2) analysis of incremental fault throws. Slip and dilation tendency analyses were conducted afterwards to determine the stresses resolved on the faults in the current stress field. Two possible kinematic models explain the structural evolution: One model assumes a left-lateral strike slip fault in a transpressional regime resulting in a positive flower structure. The other model incorporates crossing conjugate normal faults within a transtensional regime. The interpreted successive fault formation prefers the latter model. The episodic fault activity may enhance fault zone permeability hence reservoir productivity implying that the analysis of periodically active faults represents an important part in successfully targeting geothermal wells

Observation of many-body localization of interacting fermions in a quasi-random optical lattice

We experimentally observe many-body localization of interacting fermions in a one-dimensional quasi-random optical lattice. We identify the many-body localization transition through the relaxation dynamics of an initially-prepared charge density wave. For sufficiently weak disorder the time evolution appears ergodic and thermalizing, erasing all remnants of the initial order. In contrast, above a critical disorder strength a significant portion of the initial ordering persists, thereby serving as an effective order parameter for localization. The stationary density wave order and the critical disorder value show a distinctive dependence on the interaction strength, in agreement with numerical simulations. We connect this dependence to the ubiquitous logarithmic growth of entanglement entropy characterizing the generic many-body localized phase.Comment: 6 pages, 6 figures + supplementary informatio

Localization of ultracold atoms in quasi-periodic optical lattices

Ein hoch angeregtes Vielteilchensystem relaxiert normalerweise in einen Gleichgewichtszustand, in dem alle Observablen ihre thermischen Werte annehmen. Das Verhalten des Systems wird dann effektiv klassisch. Dieses Verhalten, bekannt als Thermalisierung, tritt in fast allen Systemen auf. Bekannte Ausnahmen sind integrierbare Systeme, bei denen eine extensive Anzahl von Erhaltungsgrößen die Dynamik einschränkt, und Vielteilchenlokalisierung, die in nicht-periodischen Potenzialen auftritt. Diese Arbeit befasst sich mit Experimenten zur Lokalisierung von 40K-Atomen in einem quasiperiodischen optischen Gitter. Mithilfe von Messungen der Ausdehnung der Atomwolke, sowie dem Zerfall eines mikroskopischen Dichtemusters im Anfangszustand, charakterisieren wir zunächst das Verhalten einzelner Teilchen in unserem quasi-periodischen Potenzial. Unsere Messungen zeigen, dass sich individuelle Teilchen von einer ausreichend starken Quasiperiodizität lokalisieren lassen. Wir finden ein Parameterregime, in dem sich das System durch den Aubry-André Hamiltonoperator beschreiben lässt. Außerhalb dieses Regimes können delokalisierte und lokalisierte Zustände, getrennt von einer Mobilitätskante, koexistieren. Des Weiteren untersuchen wir das Verhalten von Vielteilchensystemen und zeigen, dass die Lokalisierung auch in der Gegenwart von Wechselwirkungen zwischen den Teilchen bestehen bleiben kann. Wir studieren die Dynamik in der Nähe des Phasenübergangs und leiten daraus eine untere Grenze für die kritische Stärke des quasiperiodischen Potenzials ab. Zusätzlich wird ein neu entwickeltes Verfahren zur Implementierung eines gut kontrollierbaren externen Bades vorgestellt. Dieses Bad wird verwendet, um Vielteilchenlokalisierung in offenen Systemen zu erforschen.The long-time dynamics of a highly excited many-body system typically bring it into an equilibrium state, where observables take their thermal values and its behavior becomes effectively classical. This thermalizing behavior is generic in the sense that it occurs in almost all systems with only two major exceptions: integrable systems, where an extensive amount of conserved quantities restrict the dynamics, and many-body localized systems, where non-periodic changes of local potentials result in a non-ergodic behavior. In this thesis, we report on experiments investigating the localization of 40K atoms in a quasi-periodic optical lattice. Using the global expansion of the cloud and the decay of an initially imprinted microscopic density pattern, we first characterize the behavior of single particles in the quasi-periodic potential, finding localization if the quasi-periodic detuning is sufficiently strong. We distinguish parameter regimes where a single-particle mobility edge is present from regimes where the system is well described by the Aubry-André Hamiltonian, which does not exhibit a single-particle mobility edge. Further, we investigate the behavior of the many-body systems, showing that localization can persist in the presence of interactions. We present a detailed study of the dynamics close to the many-body localization phase transition and derive a lower bound on the critical detuning strength. Additionally, a newly developed method to implement a controllable external bath to the system via scattering of near-resonant photons is applied to the many-body localized system

Alexander the Great - God and Son of a God: The Religious Reception from Antiquity to the Early Middle Ages

Ausgehend von der widersprüchlichen Bewertung der Bedeutung der kultischen Verehrung Alexanders des Großen in der modernen Forschungsliteratur wird untersucht, wie die vermeintliche Göttlichkeit des Königs und seine angebliche Abkunft vom Gott Zeus-Ammon sowohl in der Kultpraxis als auch in der Literatur rezipiert worden sind, wobei sich der betrachtete Zeitraum von der Antike bis ins Frühmittelalter erstreckt. Es wird festgestellt, dass von der Epoche des Hellenismus bis in die Spätantike Alexanderkulte in der östlichen Hälfte des Mittelmeerraumes zu fassen sind. Dem gegenüber steht die Erkenntnis, dass in der literarischen Rezeption die Verehrung Alexanders als Gott und der Glaube an seine göttliche Zeugung nicht nur bei jüdischen und christlichen Autoren, sondern auch in den Schriften heidnischer Autoren auf breite Ablehnung gestoßen sind. Der Abgleich mit den nichtliterarischen Quellen über die kultische Verehrung des Königs zeigt jedoch, dass eine schmale panegyrische Traditionslinie, die die Göttlichkeit Alexanders bejaht, die antike Lebenswirklichkeit – zumindest diejenige der östlichen Hälfte des Mittelmeerraumes – eher widerspiegelt, als das Gros der literarischen Quellen zu diesem Thema, die diese ablehnt. So wurde der König an zahlreichen Orten in der Antike als Gott verehrt. Seine Kulte blieben jedoch in etwa auf den Raum beschränkt, in dem er zu Lebzeiten gewirkt hatte. Daher geht es zu weit, ihn als den bedeutendsten Rivalen Jesu Christi zu bezeichnen, wie es in der Forschungsliteratur geschehen ist. Von christlicher wie auch schon von jüdischer Seite wurde Alexander, der angebliche Gott und Gottessohn, nicht nur abgelehnt, sondern auch für die eigene Sache vereinnahmt. Diese Umdeutung des Königs fand über das syrische Christentum auch Eingang in den Koran.Regarding the contradicting assessments of the cultic worship of Alexander the Great in modern academic literature this dissertation analyses the king’s supposed divinity and his divine pedigree as it is reflected in cultic practice and literature from Antiquity to the Early Middle Ages. Instances of the cultic worship of Alexander can be verified from the Hellenistic period to Late Antiquity in the eastern half of the Mediterranean area. These findings have to be contrasted with the fact that there is a pronounced rejection of the worship of Alexander and his divine pedigree in ancient literature - not only by Christian and Jewish but also by heathen authors. The non-literary sources for the cultic worship of the king indicate that a narrow panegyric tradition which approves of Alexander’s divinity reflects ancient reality - at least of the eastern half of the Mediterranean area - to a higher degree than the majority of ancient literature rejecting it: At numerous places, the king was worshiped as a god. But this practice was mostly limited to the area that he had visited in his lifetime. Therefore it is disproportionate to label him the most important religious contender to Christ. Jews and Christians not only rejected Alexander as a supposed god and son of a god but exploited him for their own agendas. This reinterpretation was also included in the Quran through the medium of Syrian Christianity

Coupling Identical one-dimensional Many-Body Localized Systems

We experimentally study the effects of coupling one-dimensional many-body localized systems with identical disorder. Using a gas of ultracold fermions in an optical lattice, we artificially prepare an initial charge density wave in an array of 1D tubes with quasirandom on-site disorder and monitor the subsequent dynamics over several thousand tunneling times. We find a strikingly different behavior between many-body localization and Anderson localization. While the noninteracting Anderson case remains localized, in the interacting case any coupling between the tubes leads to a delocalization of the entire system

Telefonische Befragungen bei alten Menschen: Ausschöpfung, Kontakthäufigkeit und Verweigerungen

'Obgleich telefonische Befragungen in der empirischen Sozialforschung in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen haben, gibt es in Deutschland kaum Erfahrungen mit diesem Instrument im Rahmen von sozialwissenschaftlich-gerontologischen Untersuchungen. Im vorliegenden Beitrag werden Maßnahmen zur Ausschöpfungsoptimierung (Mehrfachkontaktierung von Schwer-Erreichbaren und Konvertierung von Verweigerern) bei einer telefonischen Befragung alter Menschen (60 Jahre und älter) thematisiert. Dabei wird insbesondere der Frage nachgegangen, ob sich leicht erreichbare von schwer erreichbaren Haushalten bzw. Personen und temporäre Verweigerer von kooperationsbereiten Befragungsteilnehmern hinsichtlich soziodemographischer und sozioökonomischer Merkmale unterscheiden. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, daß dem Problem der Verweigerung bei der Planung und Durchführung telefonischer Befragungen alter Menschen größere Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte als dem Problem der Erreichbarkeit.' (Autorenreferat)'Although telephone surveys have become more important for empirical research in recent years, there is not much experience in using telephone interviews in socio-gerontological research. In this article measures to optimise response rate (repeated telephone calls and converting temporary refusers) in a telephone survey of older people (>60 years) are discussed We focus on the following two questions: f irst, whether persons who can be reached easily differ from those who are diffi cult to contact. Secondly we ask whether temporary refusers differ from cooperative respondents as far as their sociodemographic and socioeconomic characteristics are concerned. Results indicate that the problem of refusal has higher relevance for the planning and conductiong of telephone interviews with older people, compared to the problem of reachability.' (author's abstract)