Browsing by Author "Schweizer, Wolfgang"

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Analysis of hydrogen Rydberg spectra in a uniform magnetic field: uncovering the transition from regularity to irregularity in a real quantum system
(1986) Wunner, Günter; Woelk, Ulrich; Zech, Ingrid; Zeller, Gudrun; Ertl, Thomas; Geyer, Florian; Steitz, Arno; Schweizer, Wolfgang; Ruder, Hanns
Studies of the behaviour of quantum systems in a range of energy where their classical counterparts undergo transitions from regularity to irregularity, as manifested in phase space by the gradual destruction of invariant tori, to date have largely been confined to model Hamiltonian systems such as harmonic oscillators with cubic, quartic, or higher-degree polynomial corrections, or the stadium problem. We show that phenomena which have turned out characteristic of the onset of "quantum stochasticity" in these model systems can in fact be recovered in the quantal energy spectra of a "real" physical system, viz. spectra of hydrogen Rydberg atoms in strong magnetic fields. This implies that one has a simple prototype system at hand in which to study - not only in theory but also in experiment, quantitatively and in detail, and as a function of a continuously tunable external parameter - phenomena that are expected to be typical of the quantum properties of nonintegrable systems in general.
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Fremde Welten auf dem Graphikschirm : die Bedeutung der Visualisierung für die Astrophysik
(1991) Ertl, Thomas; Ruder, Hanns; Geyer, Florian; Herold, Heinz; Kraus, Ute; Münzel, Stefan; Nollert, Hans-Peter; Rebetzky, Andreas; Schweizer, Wolfgang; Zahn, Corvin
Unsere Vorstellung von der uns umgebenden Welt ist im wesentlichen durch optische Eindrücke geprägt. Durch die Beschränkungen des menschlichen Auges können wir viele Bereiche nicht direkt visuell wahrnehmen, wie z. B. atomare und kosmische Objekte, mit Lichtgeschwindigkeit ablaufende Vorgänge und elektromagnetische Strahlung außerhalb des sichtbaren Bereichs. Die Menschen versuchen aus diesem Grund seit Jahrhunderten durch kunstvolle Instrumente wie Mikroskope, Fernrohre sowie schnelle und multispektrale Detektoren die Grenzen ihrer Wahrnehmung zu erweitern . Dies ist jedoch aufgrund physikalischer Gesetze nicht im beliebigen Maße möglich. Obwohl auch die Computer selbst diesen grundsätzlichen physikalischen Beschränkungen unterliegen, sind sie doch ein Instrument, um mit Simulationsrechnungen im Rahmen der gültigen physikalischen Gesetze und durch Visualisierung der Ergebnisse diese fremden Welten sichtbar zu machen. Dies soll an einigen Beispielen, bei denen der Graphikschirm als Supermikroskop, als Riesenfernrohr und als Fenster zur Welt von Einstein dient, demonstriert werden.
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Rydberg atoms in uniform magnetic fields: uncovering the transition from regularity to irregularity in a quantum system
(1986) Wunner, Günter; Woelk, Ulrich; Zech, Ingrid; Zeller, Gudrun; Ertl, Thomas; Geyer, Florian; Schweizer, Wolfgang; Ruder, Hanns
We investigate the eigenvalue spectra of hydrogen Rydberg atoms in strong magnetic fields for manifestations of quantum stochasticity and find (i) a smooth transition from a Poisson-type to a Wigner-type distribution of level spacings in the range of energy where classical motion becomes increasingly chaotic, (ii) the occurrence of multiple avoided crossings, and (iii) connected with this, an extreme sensitivity of oscillator strengths, and thus of observable spectra, with respect to small variations of an external parameter, viz., the magnetic field strength.
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Simulation mit Supercomputern : ein neues Werkzeug der Physik
(1990) Ruder, Hanns; Ertl, Thomas; Geyer, Florian; Herold, Heinz; Kraus, Ute; Nollert, Hans-Peter; Rebetzky, Andreas; Schweizer, Wolfgang; Zahn, Corvin
Unser Wissen über die Struktur des Kosmos und die darin enthaltenen Objekte stammt aus der sorgfältigen Analyse der auf der Erde einfallenden elektromagnetischen Strahlung,verbunden mit einer theoretischen Modellierung im Rahmen der von uns erforschten Naturgesetze. Die sprunghafte Zunahme unserer Kenntnisse in den letzten zwei Jahrzehnten verdanken wir vor allem den vielen Forschungssatelliten, die die Beobachtung kosmischer Objekte ohne die störenden Einflüsse unserer Atmosphäre erlauben. Speziell im weichen Röntgenbereich ist dadurch eine Beobachtung überhaupt erst möglich , und es ist gerade dieser Spektralbereich, der uns wesentlich neue Erkenntnisse über hochinteressante Objekte geliefert hat, da intensive Röntgenstrahlung nur unter sehr extremen physikalischen Bedingungen entsteht. Die in diesen Röntgenemissionsgebieten vorherrschenden Temperaturen, Magnet- und Gravitationsfelder sind so extrem, daß sie in irdischen Labors nicht realisiert werden können. Folglich bleibt nur die Möglichkeit, die Eigenschaften der Materie und die unter diesen Bedingungen ablaufenden physikalischen Prozesse theoretisch zu berechnen, um so - im Vergleich mit den Beobachtungen - zu zuverlässigen Aussagen über die Struktur dieser kosmischen Objekte zu gelangen.