Bose-Einstein Condensation
Pitaevskii, Stringari
Bose-Einstein Condensation
L. P. Pitaevskii,
S. Stringari:
Bose-Einstein Condensation
Oxford University Press, Oxford 2003, 392 S., Geb., ISBN 0-19-850719-4
Seit Mitte der Neunzigerjahre die Bose-Einstein-Kondensation (BEC) verdünnter Alkaligase im Labor erzielt wurde, erlebt die Physik quantenentarteter Vielteilchensysteme eine Renaissance, bei der man leicht den Überblick verliert oder übersieht, was bereits vor 1995 bekannt war. Da kommt diese Monografie von Lev Pitaevskii und Sandro Stringari gerade recht - sind doch beide ausgewiesene Experten sowohl der 'Klassik' als auch der 'Moderne' nach 1995.
Den Auftakt bildet - nach einer historischen Einleitung - ein kurzes Kapitel, in dem auf wundervoll knappen sechs Seiten die wichtigen Begriffe der Symmetriebrechung, des Ordnungsparameters und der 'off-diagonal long range order' eingeführt werden.
Es folgen Kapitel zum idealen Bose-Gas, zum Bose-Gas geringer Wechselwirkung mit seinen Elementaranregungen und den nichtlinearen Anregungen. Prägnante Ausführungen zum Zusammenhang von Superfluidität und BEC schließen diesen ersten Teil, welcher der Physik vor 1995 gewidmet ist, ab.
Der zweite Teil des Buches befasst sich mit den 'modernen' Systemen, also den quantenentarteten Atomgasen in harmonischen Fallen. Das Rückgrat bildet hier der theoretische Rahmen des ersten Teils, der nun zur Beschreibung der BEC in inhomogenen, endlichen Systemen herangezogen wird. Abgerundet wird die Monografie durch die Diskussion der Kohärenzeigenschaften von Atomlasern, dem Josephson-Effekt in geteilten Kondensaten, der Kondensation in optischen Gittern und nicht zuletzt Perspektiven, einen BCS-Übergang in fermionischen Gasen zu realisieren.
Kein Zweifel, 'Bose-Einstein Condensation' ist ein Buch über die Theorie der BEC - Theorie hier aber verstanden als begriffliches Erklärungsmuster, nicht als Formalismus. Keine weitschweifigen Auslassungen zur Pfadintegralmethode, zu Feynman-Diagrammen oder Greensfunktionen. Stattdessen herrscht das vereinfachende Modell - vornehmlich die Molekularfeldtheorie und die Gross-Pitaevskii-Gleichung - und das theoretisch abgesicherte Argument. Zwar wird durchaus auch vorgerechnet, aber eben nur da, wo es didaktisch sinnvoll ist.
So ist das Buch auch ein Beispiel dafür, wie man ganz ohne Getöse und formalen Hokuspokus auskommen kann. Unprätentiös kommt der Text einher, klassisch, ausgewogen, angemessen. Eine gediegene Ausführung rundet das Bild ab.
Von diesem Buch wird jeder profitieren, der sich für die Bose-Einstein-Kondensation interessiert und die Kursvorlesungen zur Quantenmechanik und Statistik noch nicht ganz vergessen hat. Dem forschenden Experten bietet das Buch einen umfassenden Überblick über die neuesten Errungenschaften, dem forschenden Novizen eine punktgenaue Einführung. Der Lehrende findet einen idealen Leitfaden für seine Vorlesung und der Lernende profitiert von der didaktischen Qualifikation der Autoren.
Prof. Dr. Martin Wilkens, Institut für Physik, Universität Potsdam
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