Technische Universität Wien
Institut für Theoretische Physik

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Tätigkeitsbericht
Studienjahr 2002/03
1. Oktober 2002 - 30. September 2003

Mai 2004 Herausgeber: Elfriede Mössmer

Vorwort zum Tätigkeitsbericht 2002 bis Ende 2003

Der vorliegende Tätigkeitsbericht deckt diesesmal nicht nur die Periode des Studienjahres 2002/2003 ab, sondern schließt auch die restlichen Monate des Jahres 2003 ein. In Zukunft sollen sich nämlich die Tätigkeitsberichte des Instituts für Theoretische Physik auf das Kalenderjahr beziehen. Dies wird durch die immer weitergehenden Wünsche der Zentralstellen der Universität nach statistischen Daten nahegelegt; denn diese beziehen sich aus verrechnungstechnischen Gründen auf das Kalenderjahr. Im gegenständlichen Fall fällt der neue Stichtag 31.12.2003 nicht nur mit meinem Ausscheiden als Institutsvorstand zusammen, nachdem ich auf Wunsch der Mitarbeiter diese Funktion nunmehr seit 8 Jahren bekleidet hatte. Da auch meine Emeritierung mit Ablauf des Studienjahres 2003/2004 bevorsteht, soll die Rückschau auch etwas weiter ausgreifen.

Einen besonderen Schock löste im September 2003 die Nachricht vom tödlichen Bergunfall meines Vorgängers Otto Hittmair aus, der so als Emeritus mit fast 80 Jahren ein Opfer seiner geliebten Tiroler Berge wurde.

Wie in den früheren Jahren leisteten alle Arbeitsgruppen Hervorragendes, wie aus den Grunddaten der nachfolgenden Seite zu sehen ist, obwohl durch die Pensionierung von zwei so wichtigen Mitarbeitern wie Peter Kasperkovitz und Helmut Nowotny ein schwierig zu verkraftender personeller Einschnitt zu erwarten gewesen wäre. Jedoch wurde dies - wie schon früher im Falle von Dietrich Grau - durch die Tatsache wesentlich gemildert, dass Helmut Nowotny und Peter Kasperkovitz auch als Pensionisten sich nochmals an der Abhaltung der Pflichtvorlesungen beteiligten und dass beide ihre Forschungstätigkeit fortsetzen. So wird es für die junge Garde der (glücklicherweise möglichen) Nachbesetzungen erleichtert, in ihre Aufgaben hineinzuwachsen. Das Einhalten des Personalstandes, wenn auch mit Verzögerungen bei der Nachbesetzung, wie auch die Überbrückung der äußerst schwierigen Finanzlage des Jahres 2003 verdanken wir der noch immer wirksamen Berufungsabwehr von Joachim Burgdörfer, der nun seit 1. Jänner 2004 mein Nachfolger als Institutsvorstand ist. Wie es bei gegenüber 2001 und 2002 noch immer stark reduzierten Mitteln aus dem Budget der Universität weitergehen wird, bleibt aber ein großes Problem, das unser Institut und unsere Universität mit den anderen Universitäten Österreichs teilt. Die Absicht der österreichischen Bildungspolitik, ``Weltklasseuniversitäten'' mit de facto gekürztem Sach- und Personalbudget zu etablieren, erscheint jedenfalls eher als eine Ironie als eine realistische Möglichkeit.

Eine auch nur auszugsweise Auflistung besonderer wissenschaftlicher Leistungen der Institutsmitglieder durch alle letzten Jahre könnte keinesfalls den Fakten gerecht werden. Immerhin sind diese Leistungen in den jeweiligen Tätigkeitsberichten eingehend dokumentiert. Sie werden auch durch die vielseitige Verflechtung der erfahrenen Älteren und auch bereits der Jüngeren im internationalen Wissenschaftsbetrieb belegt, insbesondere aber auch durch die kontinuierlich hohen finanziellen Zusatzmittel, die über Projekte eingeworben werden und es gestatten, Jahr für Jahr um die 30 weitere junge Mitarbeiter (Dissertanten, Postdocs) nicht nur aus Österreich, sondern aus der ganzen Welt anzustellen. Es sei also dem scheidenden Institutsvorstand die kühne Aussage erlaubt, dass das Institut für Theoretische Physik dank des Einsatzes seiner Mitarbeiter in Forschung und Lehre als das aktivste seiner Art in Österreich einzuschätzen ist.

Das Wort ''Evaluation'' ist in aller Munde. Wenn wir in Österreich tatsächlich auf bestimmten Fachgebieten das Niveau von ''Weltklasseuniversitäten'' erreichen wollen, oder vielleicht bereits dort mithalten können, sollte endlich eine Evaluation (nach international akzeptierten professionellen Maßstäben) die leistungsfähigsten Forschergruppen identifizieren und sie schwerpunktmäßig besonders fördern. Wenn dieses Prinzip auf das Institut für Theoretische Physik der Technischen Universität Wien angewendet würde, wäre gewährleistet, dass die Zukunft dieses Instituts zumindest so erfolgreich sein wird wie die Vergangenheit der letzten Jahre, in denen ich die ehrenvolle Aufgabe hatte, diesem Institut vorzustehen.


Wien, Februar 2004 Wolfgang Kummer

(Institutsvorstand 1.10.1995-31.12.2003)

Kurzstatistik Studienjahr 2002/2003 bis Ende 2003






· Personalstellen:
Hochschullehrer: 14,5
MitarbeiterInnen (Drittmittel): 40
· Budget:
O. Dotation (2003): EURO 49.300,-
Ao. Dotation (2003): EURO 0,-
Berufung Burgdörfer (2003): EURO 36.350,-
Projektmittel
(Zusagen 1.10.2002-31.12.2003): EURO 680.032,-
· Forschung:
Publikationen in intern. wissenschaftlichen Zeitschriften: 72
Wissenschaftliche Vorträge: 113
(hiervon 28 eingeladene Vorträge bei Fachtagungen)
Ausländische Universitäten (Zusammenarbeiten
als Projektmitarbeiter und Koautoren) 37
· Lehre (2002/2003):
Pflichtvorlesungen: 34
Wahlpflichtlehrveranstaltungen: 409
Sonstige Lehrveranstaltungen: 30
Gesamtzahl: 473 Semesterwochenstunden
· Absolventen:
Diplomabschlüsse: 2002 bis Ende 2003: 7
Doktoratsabschlüsse: 2002 bis Ende 2003: 4

Contents

1  Personal
    1.1  Planposten
    1.2  Wissenschaftliche Mitarbeiter
    1.3  Gäste am Institut
    1.4  Nichtwissenschaftliches Personal
    1.5  Zugeteilt dem Institut
2  Budget
    2.1  Budgetmittel des Bundes (Kalenderjahr 2003)
    2.2  Neue Projekte
3  Projekte
    3.1  Laufende Projekte
    3.2  Abgeschlossene Projekte
4  Forschungstätigkeit
    4.1  Fundamentale Wechselwirkungen
        4.1.1  Quantenfeldtheorie
        4.1.2  Gravitation
        4.1.3  Strings, D-Branes und zweidimensionale Feldtheorien
        4.1.4  Elementarteilchenphysik und Thermische Quantenfeldtheorie
        4.1.5  Publikationen aus Fundamentalen Wechselwirkungen
        4.1.6  Vorträge aus Fundamentalen Wechselwirkungen
    4.2  Nichtlineare Dynamik und Physik komplexer Systeme
        4.2.1  Reguläre und chaotische Bewegung in atomaren Systemen
        4.2.2  Reguläre und chaotische Dynamik in Quantenpunkten und ''Designer''-Atomen
        4.2.3  Quantenoptik
        4.2.4  Quanteninformationstheorie und verwandte Problemstellungen
        4.2.5  Publikationen aus Nichtlinearer Dynamik und Physik komplexer Systeme
        4.2.6  Vorträge aus Nichtlinearer Dynamik und Physik komplexer Systeme
    4.3  Theorie kondensierter Materie
        4.3.1  Mathematische Grundlagen und Gruppentheorie
        4.3.2  Physik homogener und inhomogener Flüssigkeiten - methodische Entwicklungen
        4.3.3  Physik homogener und inhomogener Flüssigkeiten - Phasenverhalten und Kritikalität
        4.3.4  Ion-Festkörper-Wechselwirkung
        4.3.5  Publikationen aus Kondensierter Materie
        4.3.6  Vorträge aus Kondensierter Materie
5  Forschungsaufenthalte
6  Gastvorträge am Institut
7  Lehrveranstaltungen 2002/2003
    7.1  Pflichtlehrveranstaltungen
    7.2  Wählbare Privatissima
    7.3  Gebundene Wahllehrveranstaltungen
    7.4  Freie Wahlfächer
8  Absolventen
    8.1  Rigorosen
    8.2  Diplomprüfungen
9  Verwaltungstätigkeit
    9.1  Mitarbeit in wissenschaftlichen Organisationen
    9.2  Mitarbeit in der Universitätsverwaltung
    9.3  Verwaltungstätigkeit am Institut
10  Personalia

Chapter 1
Personal

1.1  Planposten

1.2  Wissenschaftliche Mitarbeiter

1.3  Gäste am Institut

1.4  Nichtwissenschaftliches Personal

                                                                                                                                           
MÖSSMER Elfriede Verwaltung
UNDEN Roswitha Sekretariat



1.5  Zugeteilt dem Institut

                                                                                                                                           
HITTMAIR Otto Dr. Dr.hc. O.Univ.Prof. f
KASPERKOVITZ Peter Dr. Univ.Doz. #,c
LOCKER Alfred Dr. Ao.Univ.Prof. i.R.
MAJEROTTO Walter Dr. Univ.Doz. Lektor #, a
MARKYTAN Manfred Dr. Univ.Doz. Lektor a
NOWOTNY Helmut Dr. Univ.Doz. #,c
SCHALLER Peter Dr. Univ.Doz. Lektor
SEKE Josip Dr. Univ.Doz. Lektor #
SIGMAR Dieter Dr. Univ.Doz. Lektor #, b
SKARKE Harald Dr. Univ.Doz. Lektor



f gest. am 5.9.2003
# tit.Univ.Prof
a Institut für Hochenergiephysik der Österr. Akad. d. Wissenschaften
b Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts (USA)
c seit 1.10.2003

Chapter 2
Budget

2.1  Budgetmittel des Bundes (Kalenderjahr 2003)




Ordentliche Dotation: 49.300,-
Außerordentliche Dotation: 0,-
Außerordentliche Dotation: (Burgdörfer) 36.350,-
Gesamt: 85.650,-

2.2  Neue Projekte

  1. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: C. Tutschka,
    Dichtefunktionale klassischer Systeme
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: J2218
    Gesamtsumme: EUR 23.383,-
    Zusage: 8.10.2002, Projektabschluss: 15.10.2003

  2. Wolfgang Kummer
    Mitarbeiter: L. Bergamin
    Dilatonsupergravitation
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P16030-N08
    Gesamtsumme: EUR 101.548,-    Personal: EUR 88.540,-    Sonstiges: EUR 13.008,-
    Zusage: 14.10.2002

  3. Gerhard Kahl
    Phasenübergänge in Kolloiden
    Jubiläumsfonds der Stadt Wien (JSW) Projekt-Nr.: H-1080/2002
    Gesamtsumme: EUR 4.000,-   
    Zusage: 17.10.2002

  4. Anton Rebhan
    Verbesserte Resummationstechniken in Quantenfeldtheorien bei hohen Temperaturen und Dichten
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: 16/2003
    Gesamtsumme: EUR 3.900,-   
    Zusage: 28.10.2002

  5. Manfred Schweda
    Mitarbeiter: S. Denk
    Renormalization of noncommutative gauge field models via field redefinition - Seiberg-Witten map
    Österreichische Akademie der Wissenschaften (OAW) Projekt-Nr.: DOC/21283
    Gesamtsumme: EUR 42.000,-    Personal: EUR 42.000,-
    Zusage: 20.1.2003

  6. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: N. Rohringer, S. Rotter, M. Wickenhauser
    Advanced light sources - interaction of ultrashort pulses with matter theory (2. Periode)
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: F 1610
    Gesamtsumme: EUR 220.020,-   Personal: EUR 220.020,-
    Zusage: 3.3.2003

  7. Anton Rebhan
    Mitarbeiter: A. Gerhold, A. Ipp,
    Farbsupraleitung
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P16387-N08
    Gesamtsumme: EUR 154.014,-    Personal: EUR 146.680.-    Sonstiges: EUR 7.334,-
    Zusage: 6.3.2003

  8. Wolfgang Kummer
    Mitarbeiter: C. Böhmer
    Quantengravitation
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD)
    Projekt-Nr.: 798-1/2003
    Gesamtsumme: EUR 5.850,-   Personal: EUR 5.850,-
    Zusage: 27.5.2003

  9. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: K. Tökési
    Classical and quantum transport
    Aktion Österreich-Ungarn (AÖU)
    Projekt-Nr.: 55öu1
    Gesamtsumme: EUR 13.130,-   Personal: EUR 8.996,-   Sonstiges: EUR 4.134.-
    Zusage: 25.6.2003

  10. Anton Rebhan
    Mitarbeiter: M. Strickland
    Phenomenological and theoretical applications of finite temperature resummation
    techniques (2. Jahr)
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: M790-N08
    Gesamtsumme: EUR 62.030,-   Personal: EUR 54.030,-    Sonstiges: EUR 8.000.-
    Zusage: 21.10.2003

  11. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: M. Fernaud Espinosa
    Simple and complex fluids in disordered porous media
    Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (MECD) Projekt-Nr.: EX2003-0580
    Gesamtsumme: EUR 36.542,-  Personal: EUR 33.792,-   Sonstiges: EUR 2.750,-
    Zusage: 3.11.2003

  12. Joachim Burgdörfer
    Study of normal-superconducting hybrid nanostructures
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: A-2/2003
    Gesamtsumme: EUR 11.730,-   Personal: EUR 10.828,- Sonstiges: EUR 902,-
    Zusage: 10.11.2003

  13. Joachim Burgdörfer
    The theory of electronic stucture and transport in hybrid nanostructures
    Britsh Council (BC) Projekt-Nr.: ARC03
    Gesamtsumme: EUR 1.885,-
    Zusage: 11.12.2003

Gesamtsumme:                                    680.032,-

Chapter 3
Projekte

3.1  Laufende Projekte

  1. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: D. Gottwald,
    Structure, thermodynamics, and phase transitions in polydisperse liquid mixtures
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P14371-TPH
    Gesamtsumme: ATS 1.218.553,-   Personal: ATS 1.203.500,-   Sonstiges: ATS 15.053,-
    Zusage: 12.5.2000

  2. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: Y. Kalyuzhnyi
    Struktur, Thermodynamik und Phasenverhalten polydisperser flüssiger Mischungen
    Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur (BM:BWK) Projekt-Nr.: GZ45.492/1-VIII/B/8a/2000
    Gesamtsumme: EUR 26.889,-   Personal: EUR 24.529,-   Geräte: EUR 2.360,-  
    Zusage: 14.11.2000

  3. Shuhei Yoshida
    Mitarbeiter: M. Hörndl
    Enhanced recombination in low temperature magnetized plasmas
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15025
    Gesamtsumme: ATS 2.135.160,-   Personal: ATS 2.064.000,-   Sonstiges: ATS 71.160,-  
    Zusage: 22.5.2001

  4. Gerhard Kahl
    Atomic-scale computational materials science
    European Commission (EC) Projekt-Nr.: IHP-MCHT-01-1
    Gesamtsumme: EUR 66.000,-    Personal: EUR 62.985,-   Sonstiges: EUR 3.015,-  
    Zusage: 6.8.2001

  5. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: C. Dimitriou,
    Ion TMP facilities for highly charged heavy ions
    European Commission (EC) Projekt-Nr.: HPRI-CT-2001-50036
    Gesamtsumme: ATS 2.430.303,-   Personal: ATS 2.430.303,-  
    Zusage: 6.9.2001

  6. Manfred Schweda
    Mitarbeiter: V. Putz, M. Pitschmann, H. Bozkaya,
    Supersymmetrie in kommutativen und nichtkommutativen QFT
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15015
    Gesamtsumme: EUR 121.380,-    Personal: EUR 115.290,-   Sonstiges: EUR 6.090,-  
    Zusage: 15.10.2001

  7. Anton Rebhan
    Mitarbeiter: R. Wimmer
    Quantisierung supersymmetrischer Solitonen
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15449
    Gesamtsumme: EUR 59.661,-   Personal: EUR 58.780,-   Sonstiges: EUR 881,-
    Zusage: 30.11.2001

  8. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: K. Tökési
    Interaction of highly charged ions with solid surfaces
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: A-19/2001
    Gesamtsumme: EUR 4.644,-   Personal: EUR 4.362,-   Sonstiges: EUR 282,-  
    Zusage: 4.12.2001

  9. Maximilian Kreuzer
    Mitarbeiter: U. Theis, S. Guttenberg, K. Schlesinger
    Nichtkommutative Strukturen in der offenen Stringtheorie
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15553
    Gesamtsumme: EUR 144.171,-   Personal: EUR 142.040,-   Sonstiges: EUR 2.131,-
    Zusage: 11.3.2002

  10. Maximilian Kreuzer
    Mitarbeiter: E. Scheidegger, E. Riegler
    D-Branes auf Calabi-Yau Mannigfaltigkeiten
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15584
    Gesamtsumme: EUR 126.070,-   Personal: EUR 124.207,-   Sonstiges: EUR 1.863,-  
    Zusage: 11.3.2002

  11. Rainer Dirl
    Mitarbeiter: P. Zeiner
    Symmetries of quasiperiodic structures
    Österreichische Akademie der Wissenschaften (OAW) Projekt-Nr.: APART 10832
    Gesamtsumme: EUR 45.100,-   Personal: EUR 45.100,-  
    Zusage: 11.3.2002

  12. Manfred Schweda
    Mitarbeiter: P. Fischer, M. Wohlgenannt
    Nichtkommutative Eichfeldtheorien
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15463
    Gesamtsumme: EUR 93.468,-   Personal: EUR 88.540,-    Sonstiges: EUR 4.928,-
    Zusage: 11.3.2002

  13. Rainer Dirl, Gerhard Kahl, Peter Kasperkovitz
    Mitarbeiter: R. Hammerling, M. Nigsch
    Computational materials science (2. Periode)
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: WK W004
    Gesamtsumme: EUR 245.921,-    Personal: EUR 210.296.-    Sonstiges: EUR 35.625.-  
    Zusage: 19.3.2002

  14. Otto Hittmair
    Mitarbeiter: J. Seke
    Nachweis der Inkonsistenz der konventionellen Renormierungstheorie und Ausarbeitung sowie Anwendung eines neuen konsistenten Renormierungskonzepts in der Quantenelektrodynamik
    Österreichische Akademie der Wissenschaften (OAW) Projekt-Nr.: EST-254/2002
    Gesamtsumme: EUR 104.640,-    Personal: EUR 104.640,-  
    Zusage: 10.5.2002

  15. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: E. Schöll-Paschinger, A. Reiner
    Phasenverhalten und Kritikalität in einfachen Flüssigkeiten
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P15758
    Gesamtsumme: EUR 138.802,-   Personal: EUR 132.810,-   Sonstiges: EUR 5.992,-
    Zusage: 21.5.2002

3.2  Abgeschlossene Projekte

  1. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: E. Persson, M. Hörndl, M. Seliger, D. Arbó
    Quantenmechanische Transporttheorie
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P13785-TPH
    Gesamtsumme: ATS 2.583.440,-   Personal: ATS 2.496.000,-    Sonstiges: ATS 87.440,-
    Zusage: 7.7.1999, Projektabschluss: 31.8.2003

  2. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: N. Rohringer, S. Rotter, D. Arbó, E. Persson
    Advanced light sources - Interaction of ultrashort pulses with matter-theory
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: F 1610
    Gesamtsumme: ATS 2.496.000,-    Personal: ATS 2.496.000,-  
    Zusage: 6.12.1999, Projektabschluss: 31.3.2003

  3. Maximilian Kreuzer
    Mitarbeiter: E. Riegler
    D-branes, Gepner-Punkte und String-Geometrie
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P14639-TPH
    Gesamtsumme: ATS 1.592.310,-   Personal: ATS 1.554.000,-    Sonstiges: ATS 3.8310,-  
    Zusage: 9.10.2000, Projektabschluss: 30.8.2003

  4. Wolfgang Kummer
    Mitarbeiter: D. Grumiller
    Verallgemeinerte Einsteintheorien
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P14650-TPH
    Gesamtsumme: ATS 1.118.552,-   Personal: ATS 1.003.500.-   Sonstiges: ATS 115.052,-  
    Zusage: 17.10.2000, Projektabschluss: 31.12.2003

  5. Anton Rebhan
    Mitarbeiter: P. Romatschke, A. Ipp
    Ultraheiße Quantenfeldtheorien
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: P14632-TPH
    Gesamtsumme: ATS 1.188.311,-   Personal: ATS 1.170.750,-   Sonstiges: ATS 17.561,-
    Zusage: 17.10.2000, Projektabschluss: 30.11.2003

  6. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: E. Schöll-Paschinger
    Structure and thermodynamics of binary liquids in porous media (Zusatz)
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: IV.6
    Gesamtsumme: ATS 47.500,-   Personal: ATS 32.500,-    Sonstiges: ATS 15.00,.-
    Zusage: 3.11.2000, Projektabschluss: 31.12.2002

  7. Wolfgang Kummer
    Mitarbeiter: L. Bergamin
    Quantengravitation und Quantensupergravitation in 2 Raum-Zeit Dimensionen
    Schweizer Nationalfonds (CH) Projekt-Nr.: SNF
    Gesamtsumme: EUR 23.518,-    Personal: EUR 23.518,-  
    Zusage: 24.10.2001, Projektabschluss: 31.10.2002

  8. Joachim Burgdörfer
    Mitarbeiter: A. Orban
    Electron emission in ion-surfaces interaction
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: 3255-9/2001
    Gesamtsumme: EUR 1.853,-   Personal: EUR 1.853,-  
    Zusage: 13.2.2002, Projektabschluss: 31.12.2002

  9. Wolfgang Kummer
    Mitarbeiter: C. Böhmer
    Quantengravitation
    Österreichischer Akademischer Austauschdienst (OEAD) Projekt-Nr.: 622-1/2002
    Gesamtsumme: EUR 6.689.-   Personal: EUR 5.850,-   Sonstiges: EUR 839,-  
    Zusage: 14.5.2002, Projektabschluss: 30.6.2003

  10. Anton Rebhan
    Mitarbeiter: M. Strickland
    Phenomenological and theoretical applications of finite temperature resummation techniques
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: M689
    Gesamtsumme: EUR 60.320,-   Personal: EUR 52.320.-   Sonstiges: EUR 8.000,-
    Zusage: 3.7.2002, Projektabschluss: 31.10.2003

  11. Gerhard Kahl
    Mitarbeiter: C. Tutschka
    Dichtefunktionale klassischer Systeme
    Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Projekt-Nr.: J2218
    Gesamtsumme: EUR 23.383,-   Personal: EUR 23.383,-  
    Zusage: 8.10.2002, Projektabschluss: 15.10.2003

Chapter 4
Forschungstätigkeit

4.1  Fundamentale Wechselwirkungen

Im Mikrokosmos unterhalb der Größe eines Kernbausteins (Proton, Neutron) und bei Stoßenergien ab etwa 1 Milliarde Elektronvolt, wie sie von Großbeschleunigern geliefert werden, werden für die Elementarteilchen die Gesetze der Quantenfeldtheorie wirksam. Die Wechselwirkungen der fundamentalen Materiequanten (Quarks, Leptonen) werden durch Eichbosonen vermittelt: Die Photonen übernehmen diese Rolle für die elektromagnetischen Kräfte, die 1983 entdeckten W- und Z-Bosonen für die sogenannten schwachen Wechselwirkungen, während die Gluonen und Gravitonen für die starken Kernkräfte bzw. für die Schwerkraft zuständig sind. Eine Vereinigung von schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen in der elektroschwachen Theorie ist bereits geglückt. Die Formulierung eines alle Wechselwirkungen umfassenden Fundamentalgesetzes ist jedoch noch immer nicht gelungen. Allerdings stellt die Theorie der Strings und Branes eine hiefür sehr attraktive Möglichkeit dar.

4.1.1  Quantenfeldtheorie

Die Beschreibung der fundamentalen Wechselwirkungen erfolgt durch Eichtheorien, d.h. jene Größen, die für die mathematische Formulierung der Grundgleichungen verwendet werden, können umgeeicht werden, ohne die Vorhersagen für experimentelle Daten zu verändern. Das Grundproblem einer Quantenfeldtheorie von Eichfeldern ist die Notwendigkeit, die Freiheit der Umeichung zunächst in geeigneter Weise (durch eine Eichfixierung) zu eliminieren. Natürlich dürfen physikalisch beobachtbare Größen nicht von dieser Eichfixierung abhängen. Besitzt eine Eichtheorie noch weitere Symmetrien, die zu Erhaltungsgrößen führen (einfache Beispiele für derartige Erhaltungsgrößen sind die Energie oder die elektrische Ladung), so können diese durch Quanteneffekte gestört werden. Diese Störungen werden als Anomalien bezeichnet. Anomalien in der Eichsymmetrie selbst widersprechen einer konsistenten Feldtheorie, während andere (äußere) Anomalien erlaubt sind und zu physikalisch beobachtbaren Effekten führen können.

Seiberg-Witten Abbildung für supersymmetrische Yang-Mills Theorie

V. Putz, R. Wulkenhaar 1
Die Seiberg-Witten Abbildung für nichtkommutative, supersymmetrische Yang-Mills Theorie wird hergeleitet. Die Aufspaltung der Lorentztransformation liefert eine kovariante 'Teilchentransformation' und einen Rest, aus welchem die Seiberg-Witten Differentialgleichung abgeleitet werden kann. Diese Differentialgleichung führt zu einer Entwicklung der supersymmetrischen Yang-Mills Wirkung bezüglich des Nichtkommutativitätsparameters q. Diese Entwicklung ist zwar invariant unter kommutativen Eich- und Lorentztransformationen, aber nicht unter kommutativen Supersymmetrietransformationen. Die Entwicklung nach q führt zu einer q-abhängigen Symmetrietransformation. Deshalb kann die Seiberg-Witten Abbildung für Superfelder nicht im Superfeldformalismus dargestellt werden.
Paper: 25
Projekt: FWF P15015-TPH

Nichtkommutative Raum-Zeit, Kausalität

N. Bozkaya 2 , P. Fischer 2, H. Grosse3 , M. Pietschmann, V.  Putz, M. Schweda, R. Wulkenhaar 1,
Nichtkommutative Quantenfeldtheorien werden dadurch definiert, daß man nichttriviale Feldprodukte durch Moyal-Produkte, die durch einen Deformierungsparameter qmn gekennzeichnet sind, ersetzt. Im Rahmen von q0i ¹ 0 wurde erstmals das sogenannte UV/IR-Mischungsproblem diskutiert. Dabei zeigt sich, daß im Wechselwirkungsbereich das Kausalitätsprinzip verletzt wird. Trotzdem kann das Resultat in konsistenter Weise mit Hilfe der Gell-Mann-Low Formel verstanden werden und es zeigt sich, daß auch bei allgemeiner Nichtkommutativität von Raum-Zeit das UV/IR-Problem relevant ist.
Paper: 7
Projekt: FWF P15015-TPH, P15463

Zeitgeordnete Störungstheorie für nichtlokale Wechselwirkungen: Anwendung auf nichtkommutative Quantenfeldtheorie

S. Denk, M. Schweda
In dieser Arbeit wurden basierend auf zeitgeordneter Störungstheorie Feynman-Regeln für nichtlokale, skalare Wechselwirkungen hergeleitet. Dabei wurde für die Wechselwirkungen eine sehr allgemeine Form angenommen, die es ermöglicht, die resultierenden Feynman-Regeln auf eine große Klasse von Theorien anzuwenden (NKQFT, UV-endliche QFT,...). Das besondere an den aufgestellten Regeln ist ihre Anwendbarkeit auf Theorien mit Nichtlokalitäten in der Zeit, ohne dabei die Unitarität zu verletzen. Für den Fall translationsinvarianter Wechselwirkungen konnte gezeigt werden, dass die Störungstheorie durch die Feynman-Diagramme der lokalen Theorie und durch modifizierte Feynman-Regeln charakterisiert ist.
Paper: 8
Projekt: ÖAW DOC

Effektive Wirkungen von nicht-abelschen supersymmetrischen Eichtheorien

L. Bergamin, P. Minkowski4
Effektive Theorien von nicht-abelschen supersymmetrischen Feldtheorien sind intensiv studiert worden und spielen in der modernen String- und Feldtheorie eine wichtige Rolle. Viele Aussagen können über die holomorphen Teile solcher Wirkungen gemacht werden (Superpotential). Für die nicht-holomorphen Teile des Potentiales wird eine einfache quadratische Form angenommen, welche in vielen Fällen zu einem supersymmetrischen Spektrum führt. Wir haben gezeigt, daß diese einfache Form für effektive Wirkungen sowohl mathematisch wie auch physikalisch ungenügend ist. Anschließend haben wir ein neues Modell einer effektiven Theorie entwickelt, welches eine allgemeinere Form des nicht-holomorphen Teils der Wirkung hat. Diese Änderungen haben weitreichende Konsequenzen für das Spektrum der Theorie.
Vortrag: B 1,2; C 3, 4

4.1.2  Gravitation

Schwerkraft (Gravitation) wird durch die allgemeine Relativitätstheorie, alle anderen Kräfte werden durch Quantenfeldtheorien beschrieben. Die Formulierung einer einheitlichen Theorie aller fundamentalen Kräfte erfordert ein besseres Verständnis der Gravitationstheorie: Das Auftreten singulärer Lösungen sowie die Schwierigkeiten bei der Formulierung einer Quantentheorie der Gravitation haben es bisher unmöglich gemacht, die Gravitation widerspruchsfrei in den Formalismus der Quantenfeldtheorie einzubauen.

Gravitation in zwei Dimensionen

D. Grumiller,W. Kummer, D.V. Vassilevich5
Die Betrachtung zweidimensionaler verallgemeinerter Gravitationstheorien erlaubt es (konzeptionelle) Probleme der Quantengravitation wie etwa das Problem der Zeit und das Verhalten schwarzer Löcher anhand mathematisch einfacher Modelle zu diskutieren. Auch sphärisch symmetrische vierdimensionale Allgemeine Relativitätstheorie fällt in diesen Rahmen. Systeme mit dynamischer Torsion, Dilatongravitation, Rn-Gravitation lassen sich in 1+1 Dimensionen allgemein als Spezialfälle von ,,Poisson-Sigma-Modellen'' (PSM) auffassen, d.h. in einer sogenannten ,,first order''-Formulierung beschreiben. Damit gelang die Quantisierung der Gravitation in 1+1 Dimensionen für jene allgemeine Modellklasse, die auch das Schwarze Loch enthält. Während die geometrischen Variablen exakt ausintegriert wurden, können die Quanteneffekte der Materiefelder in einer systematischen Störungsentwicklung angegeben werden.

Die im Vorjahr entdeckten ``virtuellen Schwarzen Löcher'' (VSL) bei der Streuung skalarer sphärischer Wellen wurden innerhalb allgemeiner Dilatontheorien untersucht. Es ist dies ein allgemeines Phänomen - allerdings gibt es eine wichtige Ausnahme: das durch Stringtheorien inspirierte CGHS-Modell zeigt keine VSL - ein weiterer Hinweis, dass dieses weitverbreitete Modell wesentliche Unterschiede zu generischen Gravitationstheorien aufweist.

Die prinzipiellen Schwierigkeiten der derzeit international z.T. kontroversiell diskutierten Möglichkeit von Abweichungen von der Lorentzinvarianz (Nichtkonstanz der Lichtgeschwindigkeit) wurden in einem einfachen zweidimensionalen Gravitationsmodell illustriert.

Erstmals konnte ein ``beobachtbarer'' Einschleifeneffekt der Quantengravitation berechnet werden, nämlich die Korrektur zur spezifischen Wärme eines Schwarzen Lochs. Diese Quantenkorrekturen wirken stabilisierend. Dies ist (wegen der Einfachheit seiner Struktur) im obgenannten CGHS-Modell möglich ohne Probleme mit Nichtlokalitäten zu bekommen.

Angeregt durch eine Arbeit von Guralnik, Iorio, Jackiw und Pi (MIT) wurde eine kritische Diskussion der allgemeinen Lösungen des dimensional reduzierten Chern-Simons-Terms vorgenommen. Alle klassischen Lösungen konnten global konstruiert werden, was zu einem entsprechenden Phasendiagramm von Carter-Penrose-Diagrammen führte. Es wurde die ``Kink''-Lösung dieser Gruppe analysiert und als Lösung einer Gravitationstheorie mit deltaförmigem Beitrag zum Energieimpulstensor identifiziert.

Der Zusammenhang zwischen nichtkritischen Strings in zwei Dimensionen und Dilatongravitation führte zu einem nogo-Theorem: es gibt keine effektive (Dilatongravitations-)Wirkung die das exakte String-Schwarze-Loch von Dijkgraaf, Verlinde und Verlinde reproduziert. Die Existenz einer solchen Wirkung wäre von Bedeutung für nichtperturbative String-Theorie gewesen. Die Resultate in diesem Jahr führten zu mehreren eingeladenen Vorträgen bei Konferenzen. Ausserdem organisierten die drei Mitarbeiter des Fachgebiets einen WORKSHOP ON GRAVITY IN TWO DIMENSIONS, der vom Internationalen Erwin Schrödinger Institut finanziert wurde (15.09.-10.10.2003). Er wurde von ca. 40 eingeladenen Teilnehmern aus der ganzen Welt besucht. Im ''Kernteil'', einem zweiwöchigen Vortragsprogramm mit 5 Vorträgen pro Tag, wurde ein Querschnitt der Forschungsaktivitäten dieses Fachgebiets dargeboten, der nicht nur für die Organisatoren sondern auch für die Teilnehmer eine Fülle neuer Anregungen brachte. Die Reaktionen fielen erfreulicherweise sehr positiv aus. Allerdings war die organisatorische Vorarbeit und Begleitung dieser Veranstaltung auch einigermaßen aufwändig.
Paper: 6, 14, 15, 16, 17, 18, 31
Vortrag: A 2, 3, 4, 6, 7, 12, 13, 14; B 4, 5; C 6, 7, 8 15, 16, 17, 18
Projekt: FWF P14650-TPH

Supergravitation in zwei Dimensionen und graduiertes Poisson-Sigma-Modell

L. Bergamin,W. Kummer

-vchdem es im Vorjahr gelungen war, durch das Studium der ADM-Algebra der Zwangsbedingungen auf eindeutige Weise die ''echten'' Supergravitationstheorie zu isolieren, wurden diese ''echten'' Supergravitationstheorien mit bekannten Supergravitationsmodellen im Superraum verglichen: Es stellte sich heraus, dass jede gPSM Supergravitation modulo Elimination von Hilfsfeldern in ein Superraum-Modell übergeführt werden kann. Mit dieser Relation lässt sich die allgemeine Lösung der Theorie, Kopplung von Punktteilchen und Erweiterungen um Materiefelder effizient behandeln. Ein besonders wichtiges Resultat ergab sich aus der nun möglichen allgemeinen Analyse supersymmetrischer Lösungen. Es konnte gezeigt werden, dass supersymmetrische Schwarze Löcher auch in Anwesenheit von Dilatonfeldern immer extremal sind.

Die im Vorjahr begonnene hamiltonsche Analyse der materiefreien Supergravitation wurde zu Ende geführt und auf Modelle mit minimal gekoppelter Materie erweitert. Viele prinzipielle Einsichten aus dem Studium der rein bosonischen Quantengravitation konnten auf die Supergravitation erweitert werden, es zeigt sich aber auch, dass die Komplexität der Rechnungen stark zunimmt.
Vortrag: A 1; B 1, 2; C 3, 4, 5
Paper: 2, 3
Projekt: FWF P-16030-N08

Energie-Impuls-Tensor von Geometrien schwarzer Löcher

P. Aichelburg 3, H. Balasin
Im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie werden Geometrien schwarzer Löcher als Vakuumlösungen der Einsteinschen Feldgleichungen behandelt. Dabei entfernt man die singulären Regionen der Geometrie aus der Raumzeit. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen jedoch, daß dies bei Verwendung von distributionellen Methoden nicht nötig ist. Die singulären Regionen erweisen sich vielmehr als Träger der Energie-Impulsverteilung, welche die Raumzeitkrümmung erzeugt. Diese Interpretation ist auch in Bezug auf die Hawkingstrahlung von Bedeutung, da im Rahmen des üblichen Zugangs ein selbst bei vollständiger Evaporation des schwarzen Lochs ein scheinbar unmotivierter Riß in der Raumzeit zurückbleibt. Außerdem getattet die Kenntnis des Energie-Impuls Tensors die widerspruchsfreie Berechnung der ultrarelativistischen Limesgeometrien, die für die Beschreibung von Teilchenstreuung im Bereich der Planck-Energie von Bedeutung sind.
Unter Verwendung der verallgemeinerten Kerr-Schild Klasse konnten diese Untersuchungen auf Schockwellen in allgemeinen (stationären) Geometrien ausgeweitet werden. Im Speziellen gelang die Aufstellung einer verallgemeinerten `tHooft-Dray Gleichung, welche das, von einem Teilchen am Horizont eines allgemeinen stationären schwarzen Lochs, erzeugte Gravitationsfeld beschreibt.
Ausgehend von Überlegungen über die mögliche Erzeugung von mikroskopischen schwarzen Löchern in ultrarelativistischen Teilchenkollisionen wurde die mathematische (distributionelle) Struktur des Prozesses näher untersucht. Dazu wurde die analoge elektromagnetische Situation betrachtet, die sogenannte Head-On Kollision zweier ultrarelativistischen Ladungen. Dabei gelang es eine exakte, mathematisch wohldefinierte Lösung des Problems zu finden, welche (erwartungsgemäss) ein reines Strahlungsfeld (nach der Kollision) beschreibt.
Vortrag: C 1, 2

Einsteingravitation in einer Formulierung erster Ordnung

W. Kummer, H. Schütz
Eine Formulierung der Einsteinschen Gravitationstheorie mit ausschließlich ersten Ableitungen der Cartan Variablen ergab vielversprechende neue Einsichten bezüglich Hamilton Formalismus und Quantisierung.
Projekt: OENB 7304

4.1.3  Strings, D-Branes und zweidimensionale Feldtheorien

Die Stringtheorie ist zur Zeit der vielversprechendste Zugang zu einer Vereinheitlichung der Gravitation mit der Quantenfeldtheorie. Die Idee ist, daß die elementaren Teilchen Schwingungsmoden von eindimensional ausgedehnten Objekten, sogenannten Strings, sind. Die Strings überstreichen in ihrer Zeitentwicklung Flächen beliebiger Topologie, genannt Weltflächen, was zum Studium zweidimensionaler Quantenfeldtheorien führt. Neben den Strings gibt es auch höher-dimensionale ausgedehnte Objekte, sogenannte D-Branes, die dadurch definiert sind, dass sich die Endpunkte offener Strings darauf bewegen. Die effektive Theorie auf dem Weltvolumen dieser D-Branes ist bei niedriger Energie eine dimensional reduzierte Super-Yang-Mills-Theorie, bei der man mit den Ergebnissen aus der QFT vergleichen kann. Alle konsistenten Superstringtheorien scheinen zusammen mit der elfdimensionalen Supergravitation Spezialfälle einer fundamentalen Theorie, genannt M-Theorie, zu sein, welche über perturbative und nicht-perturbative Dualitäten ineinander abgebildet werden können. Diese M-Theorie ist noch nicht als Theorie definiert, da bisher nur sehr wenige Eigenschaften bekannt sind, und steht daher im Brennpunkt der aktuellen Forschung.

Anwendungen von torischer Geometrie in Stringtheorie

M. Kreuzer, E. Riegler, E. Scheidegger, H. Skarke6
In der torischen Geometrie, einer Verallgemeinerung projektiver Räume, werden geometrische Daten durch Polyeder kodiert. Im Rahmen von String-Modellen erfüllen vollständige Schnitte in diesen Räumen genau dann die Einsteinschen Bewegungsgleichungen, wenn die dazugehörigen Polyeder reflexiv sind (d.h. wenn sie genau einen inneren Gitterpunkt enthalten, der von allen Begrenzungsflächen den Abstand 1 hat). Die so konstruierten Räume nennt man Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten.

Ein umfangreiches Programmpaket (PALP: A Package for Analyzing Lattice Polytopes) für die Klassifikation und Analyse dieser Polyeder wurde entworfen und veröffentlicht. Während PALP für das Studium von Hyperflächen ein unentbehrliches Werkzeug ist, müssen für vollständige Schnitte höherer Kodimension zusätzlich die sogenannten nef-Partitionen bestimmt werden. Ebenso kann eine Klasse von verallgemeinerten Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten durch Polyeder beschrieben werden. PALP wurde um Funktionen zur Analyse dieser beiden Fälle erweitert.

Die Kompaktifizierung einer Typ II Superstringtheorie auf einer dreidimensionalen Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit führt bei niedriger Energie zu einer effektive N=2 Supergravitationstheorie in der vierdimensionalen Raumzeit. Eine sehr nicht-triviale, aber noch berechenbare Möglichkeit, N=1 supersymmetrische Super-Yang-Mills-Theorien, die aus phänomenologischer Sicht für das MSSM von Bedeutung sind, aus der Stringtheorie abzuleiten, ergibt sich, wenn man D-Branes hinzufügt, deren Weltvolumen sich teilweise in den Calabi-Yau-Raum erstreckt und die vierdimensionale Raumzeit vollständig abdeckt.

Nun treten sowohl die Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten als auch die D-Branes in Familien auf, und wir untersuchen, wie sich die physikalischen Eigenschaften verhalten, wenn beide Objekte innerhalb vorgegebener Familien variiert werden. Wenn der Calabi-Yau-Raum ein großes Volumen besitzt, hat man eine geometrische Beschreibung. Wenn sie hingegen ein kleines, mit der Größenordung der Quantenfluktuationen der Gravitation vergleichbares Volumen besitzt, versagt diese Beschreibung, an deren Stelle nun die konforme Feldtheorie tritt.

Wir können für jene Klassen von torischen Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten und torischen D-Branes, deren Anzahl Symmetrien so groß ist, daß die zugehörige konforme Feldtheorie exakt lösbar ist, den Vergleich durchführen, indem wir die D-Branes in der konformen Feldtheorie durch sogenannte Randzustände beschreiben. Daraus haben wir neue Einsichten in das Verhalten von D-Branes gewonnen, wie z.B. Nicht-Existenz von D-Branes mit bestimmten Ladungen oder deren marginale Stabilität.
Vortrag: A 5, B 11, C 10
Paper: 21
Projekt: FWF P15584

Offene Strings und nicht-kommutative Geometrie

M. Herbst, A. Kling, M. Kreuzer
Betrachtet man Strings in allgemeinen Hintergrundfeldern, beispielsweise erzeugt durch Gravitonen, antisymmetrische B-Felder und Photonen, so zeigt sich, dass die Geometrie des Weltvolumens einer D-Brane nichtkommutativ und im allgemeinen nichtassoziativ wird. Für die Formulierung einer effektiven Feldtheorie ist es wichtig, die Struktur dieses nichtkommutativen Raumes genau zu verstehen. Durch eine Entwicklung für schwach variierende Felder konnte die Zyklizität des Produktes bis zur zweiten Ableitungsordnung gezeigt werden. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Formulierung eines Variationsprinzips.
Projekt: JSW H85/2001, FWF P15553

Instantonen in N=2 Supergravitation

M. Davidse7 , M. de Vroome7, U. Theis, S. Vandoren7
Die niederenergetischen effektiven Feldtheorien von auf Calabi-Yaus kompaktifizierten Typ II Stringtheorien sind gegeben durch vierdimensionale N=2 Supergravitation mit Materiekopplungen. Quanteneffekte modifizieren die Moduliräume dieser Theorien. Neben störungstheoretischen Korrekturen gibt es auch nichtstörungstheoretische, welche in der feldtheoretischen Beschreibung durch Instantonen hervorgerufen werden und in der stringtheoretischen durch euklidische Branen, die sich um Zykel in der Kompaktifizierungs-Mannigfaltigkeit wickeln. Die Kenntnis der exakten Moduliräume würde einen Vergleich verschiedener Theorien erlauben, die als zueinander dual vermutet werden.

Nachdem im Vorjahr bosonische Instantonlösungen für den speziellen Materieinhalt eines Hypermultiplets konstruiert wurden, mußten zunächst die bisher in der Literatur betrachteten N=2 supersymmetrischen Kopplungen von Skalar- und Tensorfeldern verallgemeinert werden, um die Instantonen in die Supergravitation einbetten zu können. Die Berechnung von Korrelationsfunktionen im NS5-brane Instantonhintergrund lieferte dann die nichtstörungstheoretischen Quantenkorrekturen führender Ordnung.
Vortrag: B 14, 16; C 15
Paper: 30
Projekt: FWF P15553-N08

Kovariante Quantisierung des Green-Schwarz Strings

S. Guttenberg, M. Kreuzer
Eine manifest raumzeitsupersymmetrische Formulierung des Superstrings ist der sogenannte Green-Schwarz-String. Probleme bei der Trennung von erster und zweiter Klasse Zwangsbedingungen verhindern jedoch eine kovariante Quantisierung mit üblichen Methoden. Obwohl der sogenannte RNS-String inzwischen Standard ist, hätte der kovariant quantisierte Green-Schwarz-String in einigen Anwendungen Vorteile, da die manifeste Supersymmetrie z.B. String-Amplituden-Berechnungen vereinfachen könnte. Zudem gibt es im Rahmen des RNS-Formalismus noch offene Probleme, die man mit einer supersymmetrischen Formulierung in den Griff bekommen möchte, z.B. die Kopplung des Strings an einen sogenannten Ramond-Ramond-Hintergrund. Nach ersten Ansätzen von Berkovits, den Green-Schwarz-String mithilfe sogenannter reiner Spinoren zu quantisieren (wobei in dieser Methode die Kovarianz nicht in allen Schritten gewährleistet ist), gibt es nun eine weitere Methode von Grassi, Policastro und van Nieuwenhuizen, welche die Kovarianz in allen Schritten gewährleistet. Es handelt sich dabei um eine Theorie mit freien Feldern, die auf einem WZNW-Modell basiert. Bisher ist dieser Ansatz jedoch lediglich für den offenen String bzw. für den heterotischen String realisiert. Eine Verallgemeinerung auf den Typ II String steht dagegen noch aus. Diese ist jedoch notwendig, um z.B. das Problem der Ramond-Ramond Kopplung angehen zu können, und ist deshalb momentan Gegenstand unserer Arbeit.
Vortrag: B 6
Projekt: FWF P15553-N08

Quantisierung supersymmetrischer Solitonen

K. Fujikawa8 , A.S. Goldhaber9 , A. Rebhan, P. van Nieuwenhuizen9, R. Wimmer10
Supersymmetrische Solitonen (topologisch stabile Lösungen endlicher Energie von nicht-linearen Feldgleichungen) spielen eine wichtige Rolle in dem in den letzten Jahren erzielten Fortschritt im Verständnis nicht-störungstheoretischer Effekte in supersymmetrischen Feld- und Stringtheorien. Ihre Bedeutung hängt damit zusammen, daß sie zum Auftreten sogenannter zentraler Ladungen in der Supersymmetriealgebra führen, und das Witten-Olive-Theorem daraus exakte Aussagen über das Spektrum der quantisierten Theorie ableitet. So unterliegen sogenannte BPS-saturierte Solitonlösungen normalerweise einem Nichtrenormierungstheorem für ihre Massen.

In zwei-dimensionalen N=1 supersymmetrischen Modellen hingegen wurde in Zusammenarbeit mit H. Nastase, M. Stephanov und P. van Nieuwenhuizen vor einigen Jahren nachgewiesen, daß es nicht-verschwindende Massenkorrekturen für klassisch BPS-saturierte Solitonen gibt, während der übliche zentrale Ladungsoperator unverändert bleibt. Da dies ein reiner 1-Schleifeneffekt ist, wurde die Existenz einer Anomalie vermutet, und in der Folge wurde von Shifman, Voloshin und Vainshtein (Minneapolis) ein anomaler Beitrag zum zentralen Ladungsoperator gefunden, der allerdings in Widerspruch zu konkreten Rechnungen von Jaffe and Graham (MIT) stand.

Diese Problematik wurde nun in Zusammenarbeit mit P. van Nieuwenhuizen, der 2002 einen Teil seines Sabbaticals an unserem Institut verbrachte hatte und im Sommersemester 2003 als Senior Schrödinger Fellow des Erwin-Schrödinger-Institutes Gastvorlesungen in Wien hielt, neu aufgerollt. Zunächst wurde eine neue Regularisierung von zwei-dimensionalen Solitonen durch Einbettung als ``domain walls'' in höheren Dimensionen entwickelt, die eine Herleitung bekannter und einiger neuer Resulte zu dieser Art von topologischen Lösungen erlaubte, sowohl in supersymmetrischen wie nicht-supersymmetrischen Modellen. Unter den neuen Resultate war ein nicht-verschwindendes Ergebnis für die Quantenkorrektur der Energiedichte von 2+1-dimensionalen minimal supersymmetrischen ``domain walls'', die mit einer paritätsverletzenden Korrektur zur longitudinalen Impulsdichte (ermöglicht durch das Auftreten von chiralen domain-wall Fermionen) einherging. Dieses Ergebnis erlaubte in der Folge eine physikalische Interpretation der Anomalie im zentralen Ladungsoperator der 1+1-dimensionalen Theorie, die damit bestätigt wurde. Zudem konnte die Lücke in der genannten Arbeit von Jaffe and Graham geschlossen werden. In Zusammenarbeit mit K. Fujikawa (Tokyo University) wurde die Superfeldstruktur der zentralen Ladungsanomalie untersucht, und in Zusammenarbeit mit A. S. Goldhaber (SUNY Stony Brook) wurde weiters eine neue globale Anomalie von supersymmetrischen Solitonen entdeckt, wenn diese auf einem Kreis als Basismannigfaltigkeit quantisiert werden: in diesem Fall ist es nicht möglich, gleichzeitig die Symmetrien C, P und T aufrecht zu erhalten.

Die neue Methode der Regularisierung durch höher-dimensionale Einbettungen wurde in der Folge auf 2+1-dimensionale Vortizes und 3+1-dimensionale Monopole in erweitert-supersymmetrischen Eichtheorien ausgedehnt, und neue Ergebnisse zu deren Quantenkorrekturen gewonnen.
Dissertation: 8.1
Paper: 9, 11, 27, 28
Projekt: FWF-P15449

4.1.4  Elementarteilchenphysik und Thermische Quantenfeldtheorie

In diesem Fachgebiet werden jene Arbeitsbereiche der theoretischen Elementarteilchenphysik zusammengefaßt, bei denen weniger die Suche nach einer Vereinheitlichung der bekannten Grundkräfte als eine eher Relevanz für experimentelle Interpretationen im Vordergrund stehen, oder aber auch Anwendungen des Standardmodells auf Kosmologie und Astrophysik, die zur Erklärung von Beobachtungen beitragen können.

Ein Schwerpunkt der dabei durchgeführten Projekte betrifft Quantenfeldtheorien bei endlichen Temperaturen: Es liegen nun erste Ergebnisse von Experimenten vor, in denen schwere Atomkerne (und nicht nur einzelne Elementarteilchen) bei den höchsten erreichbaren Energien zur Kollision gebracht werden. Für winzigste Bruchteile von Sekunden können so Zustände mit hoher Energiedichte simuliert werden, wie sie im Kosmos kurz nach dem Urknall auftraten. Quarks und die Eichquanten der starken Wechselwirkungen (Gluonen) müssen unter solchen Bedingungen nicht mehr in den üblichen Elementarteilchen (Proton, Neutron usw.) eingeschlossen sein, sondern können nach einem Phasenübergang ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma bilden. Dieses kann zudem im Inneren von Neutronensternen auftreten und aufgrund seiner sehr speziellen Zustandsgleichung zu neuen Charakteristiken führen, die in den laufenden Satelliten-Beobachtungen aufgedeckt werden können.

Quantenfeldtheorie bei ultrarelativistischen Temperaturen

J.-P. Blaizot 11 , E. Iancu 11, A. Ipp, D.G.C. McKeon 12, A. Rebhan, U. Reinosa 13,P. Romatschke, M. Strickland
Bei ultrarelativistischen Temperaturen versagen die herkömmlichen störungstheoretischen Methoden ab einer bestimmten Ordnung der Störungsreihe und es kommt zu Infrarotdivergenzen. Diese können teilweise durch Resummation von kollektiven Phänomenen (Debye-Abschirmung, Plasmonendispersion, Landau-Dämpfung) beseitigt werden, wobei seit Anfang der 90er-Jahre ein systematischer Zugang durch die HTL (hard-thermal-loop) Resummation existiert. Die solchermaßen resummierte Störungsreihe zeigt allerdings schlechte Konvergenzeigenschaften und leidet zudem in nicht-Abelschen Eichtheorien unter Infrarotdivergenzen im magnetostatischen Sektor. In Zusammenarbeit mit J.-P. Blaizot and E. Iancu (Saclay) konnte eine erweiterte HTL-Resummation von thermodynamischen Potentialen für die nicht-Abelsche Quantenchromodynamik entwickelt werden, die die Thermodynamik der starken Wechselwirkung auf die Spektraleigenschaften von nur schwach wechselwirkenden gluonischen und fermionischen Quasiteilchen zurückführt und dadurch die schlechten Konvergenzeigenschaften herkömmlich resummierter Störungsreihen drastisch verbessert. In den Fällen, wo Gittersimulationen mit verläßlichen Kontinuumsextrapolationen existieren, konnte durch numerische Auswertung und Vergleich gezeigt werden, daß ab Temperaturen vom doppelten der kritischen Temperatur eine quantitativ gute Übereinstimmung erreicht wird. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, mit analytischen, semi-perturbativen Methoden die Zustandsgleichungen des Quark-Gluon-Plasmas, für dessen Existenz es seit Inbetriebnahme des RHIC-Beschleunigers in Brookhaven zunehmend zwingendere experimentelle Hinweise gibt, aus den fundamentalen Gleichungen der QCD zu gewinnen. Die entwickelten Methoden wurden nun in Richtung endliches chemisches Potential verallgemeinert, einerseits über die Untersuchung von Quarkzahlsuszeptibilitäten, für die erstmals genauere Gitterdaten vorlagen, und anderseits über die Verwendung von HTL-Quasiteilchenmodellen für die Zustandsgleichung, die ebenfalls erstmals (vielversprechende) Vergleiche mit Gitterergebnissen bei endlichem chemischen Potential erlaubten.
Vorträge: A 8, 9, 10; B 8, 9, 11; C 9
Poster: 14,
Buchbeiträge: 23, 22
Paper: 4, 5, 19, 20, 24, 26
Dissertationen: 8.1, 8.1,
Projekte: FWF P14632-TPH, M689, M790-N08, OEAD-16/2003

Ultra-entartete Quantenchromodynamik

A. Gerhold, A. Ipp, A. Rebhan, A. Vuorinen 14
Langreichweitige Eichfeldwechselwirkungen führen in kalter und extrem dichter fermionischer Materie zu qualitativen Abweichungen vom sogenannten Fermi-Flüssigkeits-Verhalten. Dieser Effekt tritt in der stark wechselwirkenden Quantenchromodynamik um Größenordnungen verstärkt auf und führt insbesondere zu anomalen Beiträgen in der spezifischen Wärme, die für die Neutronensternphysik von Relevanz sind, da manche Neutronensterne ein ultrarelativistisch entartetes Quark-Gas enthalten könnten. Diese anomalen Beiträge konnten nun erstmals über den bislang bekannten ersten Term in einer störungstheoretischen Entwicklung hinaus berechnet werden. Jenseits des bekannten logarithmischen Terms in der Temperatur kommt es dabei zu anomalen Drittel-Potenzen in der Temperatur. In Zusammenarbeit mit A. Vuorien von der Universität Helsinki wird nun versucht, durch Kombination von analytischen Rechnungen in 3-Schleifen-Ordnung und numerischen Auswertungen von Ringdiagrammen eine quantitative Auswertung des vollständigen thermodynamischen Potentials der Quantenchromodynamik für beliebige chemische Potentiale zu erreichen.

Bei hinreichend niedrigen Temperaturen, wie sie in Neutronen- oder Quarksternen vorliegen, kommt es darüberhinaus zum Phänomen der Farbsupraleitung durch die Bildung von Cooper-Paaren. Dieser Effekt ist viel robuster als der der herkömmlichen Supraleitung, da keine Phononwechselwirkungen erforderlich sind, sondern die starke anziehende Wechselwirkung im Antitriplet-Kanal Energielücken in der Größe von einigen zehn Megaelektronenvolt ergibt. Dieses Phänomen kann im Limes asymptotisch hoher chemischer Potentiale semi-perturbativ berechnet werden, wobei die Eichunabhängigkeit der verwendeten Methoden ein bislang nicht vollständig geklärtes Problem darstellt, welches nun mit Hilfe von entsprechend verallgemeinerten Nielsen-Identitäten formal gelöst werden konnte.
Vortrag: B 7
Paper: 10
Projekt: FWF P16387-N08

Anisotropes Quark-Gluon-Plasma

S. Mrówczy\'nski 15, A. Rebhan, P. Romatschke, M. Strickland
In einem unvollständig thermalisiertem Quark-Gluon-Plasma spielen Anisotropien in der Partonenverteilung eine wahrscheinlich wichtige Rolle für die Thermalisierungsrate. In linearer Antworttheorie äußert sich eine Anisotropie in der Impulsverteilung im Auftreten von zusätzlichen Moden für Quasiteilchen, wobei gewisse dieser zusätzlichen Moden zu Instabilitäten gehören. Die entsprechenden Dispersionsrelationen konnten für einen einfachen Fall, der aber gerade für die RHIC-Experimente von Relevanz sein könnte, berechnet werden. Weiters konnten die bislang für ein isotropes Plasma durchgeführten analytischen Rechnungen zu Energieverlust-Raten von harten Teilchen auf einen anisotropen Fall verallgemeinert werden. In Zusammenarbeit mit St. Mrówczy\'nski (So tan Institute for Nuclear Studies, Warsaw, and Institute of Physics, \'Swi etokrzyska Academy, Kielce) wurde weiters die sogenannte Hard-Thermal-Loop-Wirkung der Quantenchromodynamik auf beliebig anisotrope Impulsverteilungsfunktionen verallgemeinert.
Vorträge: B 12, 13; C 10, 11, 12, 13
Paper: 29
Projekte: FWF P14632-TPH, M689, M790-N08

4.1.5  Publikationen aus Fundamentalen Wechselwirkungen

  1. F. Aigner, M. Hillbrand, J. Knapp, G. Milovanovic, V. Putz, R. Schöfbeck, M. Schweda
    Technical remarks and comments on the UV/IR-mixing problem of a noncommutative scalar quantum field theory
    J. High Energy Phys. 0302, 038-1-038-9, 2003

  2. L. Bergamin, W. Kummer
    Complete solution of 2D superfield supergravity from graded Poisson-sigma models, and the super point particle
    Phys. Rev. D 68, 104005-1-104005-23, 2003

  3. L. Bergamin, W. Kummer
    Graded Poisson-sigma models and dilaton-deformed 2D supergravity algebra
    J. High Energy Phys. 0209, 209-1-209-27, 2003

  4. J.-P. Blaizot, E. Iancu, A. Rebhan
    Comparing different hard-thermal-loop approaches to quark number susceptibilities
    Eur. Phys. J. C 27, 433-438, 2003

  5. J.-P. Blaizot, E. Iancu, A. Rebhan
    On the apparent convergence of perturbative QCD at high temperature
    Phys. Rev. D 68, 025011-1-025011-11, 2003

  6. M. Bordag, A.S. Goldhaber, P.v. Nieuwenhuizen, D. Vassilevich
    Heat kernels and zeta-function regularization for the mass of the supersymmetric kink
    Phys. Rev. D 66, 125014-1-125014-20, 2003

  7. H. Bozkaya, P. Fischer, H. Grosse, M. Pitschmann, V. Putz, M. Schweda, R. Wulkenhaar
    Space / time non-commutative field themes and causality
    Eur. Phys. J. C 29, 133-144, 2003

  8. S. Denk, M. Schweda
    Time ordered perturbation theory for non-local interactions; application to NCQFT
    J. High Energy Phys. 0309, 032-1-032-21, 2003

  9. K. Fujikawa, A. Rebhan, P. van Nieuwenhuizen
    On the nature of the anomalies in the supersymmetric kink
    Int. J. Mod. Phys. A 18, 5637-5646, 2003

  10. A. Gerhold, A. Rebhan
    Gauge dependence identities for color superconducting QCD
    Phys. Rev. D 68, 011502-1-011502-5, 2003

  11. A.S. Goldhaber, A. Rebhan, P. van Nieuwenhuizen, R. Wimmer
    Clash of discrete symmetries for the supersymmetric kink on a circle
    Phys. Rev. D 66, 085010-1-085010-10, 2002

  12. D. Grumiller
    Virtual Black Holes in generic 2D dilaton theories
    in: ''Proceedings of ICHEP 2002'', S. Bentvelsen, P. de Jong, J. Koch, E. Laenen (Hrg.);
    Elsevier, Amsterdam, 2003, ISBN 0-444-51343-4, 117, S. 870-871

  13. D. Grumiller, W. Kummer
    ''How to approach quantum gravity-background independence in 1+1 dimensions''
    in: ''Proceedings to the Euroconference on Symmetries beyond the Standard Model'', N. Mankoc et al. (Hrg.)
    DMFA Ljubljana, 2003, S. 184 - 196.

  14. D. Grumiller, D.V. Vassilevich
    Non-existence of a dilaton gravity action for the exact string black hole
    J. High Energy Phys. 1002, 4A-1-10024A-21, 2002

  15. D. Grumiller, W. Kummer , D.V. Vassilevich
    A note on the triviality of kappa-deformations of gravity
    Ukr. J. Phys. 48, 329-333, 2003

  16. D. Grumiller, W. Kummer , D.V. Vassilevich
    Positive specific heat of the quantum corrected dilaton black hole
    J. High Energy Phys. 0307, 009-1-009-17, 2003

  17. D. Grumiller, W. Kummer , D.V. Vassilevich
    Virtual black holes in generalized dilaton theories
    Eur. Phys. J. C 30, 135-143,2003

  18. D. Grumiller, W. Kummer
    The classical solutions of the dimensionally reduced gravitational Chern-Simons theory
    Annals of Physics 308, 211-221, 2003

  19. A. Ipp, G.D. Moore, A. Rebhan
    Comment on and erratum to "Pressure of hot QCD at large Nf"
    J. High Energy Phys. 0301, 037-1-037-9, 2003

  20. A. Ipp, A. Rebhan
    Thermodynamics of large-Nf QCD at finite chemical potential
    J. High Energy Phys. 0306, 032-1 -032-18, 2003

  21. M. Kreuzer, E. Riegler, D.A. Sahakyan
    Toric complete intersections and weighted projective space
    J. Geom. Phys. 46, 159-173, 2003

  22. A. Rebhan
    ''HTL-resummed thermodynamics of hot and dense QCD''
    in: ''Strong and electroweak matter 2002'', M. G. Schmidt (Hrg.)
    World Scientific Publishing Co., Singapore, 2003, ISBN: 981-238-333-6, S. 157 - 166.

  23. A. Rebhan
    ''HTL perturbation theory and QCD thermodynamics'' in: ''QCD perspectives on hot and dense matter'', J.-P. Blaizot, E. Iancu (Hrg.)
    Kluwer Academic Publishers, 2002, ISBN 1-4020-1036-2, S. 327 - 351.

  24. D.G.C. McKeon, A. Rebhan
    Renormalization group summation and the free energy of hot QCD
    Phys. Rev. D 67, 027701-1-027701-4, 2003

  25. V. Putz, R. Wulkenhaar
    Seiberg-Witten map for noncommutative super Yang-Mills theory
    Int. J. of Mod.Phys. A 18, No. 19, 3325-3334, 2003

  26. A. Rebhan, P. Romatschke
    Hard thermal loop quasiparticle models of deconfined QCD at finite chemical potential
    Phys. Rev. D 68, 025022-1-025022-8, 2003

  27. A. Rebhan, P. van Nieuwenhuizen, R. Wimmer
    The anomaly in the central charge of the supersymmetric kink from dimensional regularization and reduction
    Nucl. Phys. B 648, 174-188, 2003

  28. A. Rebhan, P. van Nieuwenhuizen, R. Wimmer
    Comment on: One loop renormalization of soliton quantum mass corrections in (1+1)-dimensional scalar field theory models
    Phys. Lett. B 552, 17-20, 2003

  29. P. Romatschke, M. Strickland
    Collective modes of an anisotropic quark-gluon plasma
    Phys. Rev. D 68, 036004-1-036004-8, 2003

  30. U. Theis, S. Vandoren
    N =2 supersymmetric scalar-tensor couplings
    J. High Energy Phys. 0304, 042-1-042-21, 2003

  31. D. Vassilevich
    Quantum corrections to the mass of the supersymmetric vortex
    Phys. Rev. D 68, 045005-1-045005-18, 2003

4.1.6  Vorträge aus Fundamentalen Wechselwirkungen

A. Eingeladene Vorträge

  1. L. Bergamin
    gPSM approach to 2D (quantum-)dilaton supergravity
    Workshop on Gravity in two dimensions, Int. Erwin Schrödinger Institut, Wien, 2003-09-25

  2. D. Grumiller
    Quantum dilaton gravity
    XIV International Hutsulian Workshop "Mathematical Theories and their Physical and Technical Applications"
    Cernowitz, 2002-10-31

  3. D. Grumiller
    Deformations of dilaton gravity
    XIV International Hutsulian Workshop
    Cernowitz, 2002-11-02

  4. D. Grumiller
    Deformations of the Schwarzschild Black Hole
    10th Marcel Grossmann meeting 2003
    Rio de Janeiro, 2003-07-25

  5. M. Kreuzer
    Polytopes, algorithms and enumeration
    Conference on "Combinatorics, Convexity and Algebraic Geometry"
    Oberwolfach, 2003-01-26

  6. W. Kummer
    How to approach quantum gravity
    Euresco Conference "What comes beyond the Standard Model"
    Portoroz, 2003-07-13

  7. W. Kummer
    2D gravity
    Workshop on 2d gravity, Int.E.Schroedinger Inst.
    Wien, 2003-09-22

  8. A. Rebhan
    HTL-resummed thermodynamics of hot and dense QCD
    Strong and electroweak matter 2002
    Heidelberg, 2002-10-03

  9. A. Rebhan
    Recent Progress in QCD at High Temperature
    Common Trends in Cosmology and Particle Physics
    Balatonfüred, 2003-06-23

  10. A. Rebhan
    Perturbative QCD at high temperature and/or chemical potential
    Symposium on Quarks in Hadrons and Nuclei II - 310. WE-Heraeus
    Oberwölz, 2003-09-20

  11. E. Scheidegger
    New applications of Calabi-Yau complete intersections
    Workshop: New developments in mirror symmetry, Max-Planck-Institut
    Leipzig, 2003-03-26

  12. D.V. Vassilevich
    Heat kernel methods in QFT
    Fock School on Advances in Physics
    St. Petersburg, 2003-10-20

  13. D.V. Vassilevich
    Spectral problems from quantum field theory
    Workshop on Spectral Geometry of Manifolds with Boundary
    Roskilde, 2003-08-08

  14. D.V. Vassilevich
    Non-commutative heat kernel
    Workshop on Gravity in Two Dimensions
    Vienna, 2003-10-29

B. Sonstige Tagungsbeiträge

  1. L. Bergamin
    SUSY glue-balls and non-holomorphic contributions to the effective potential of SYM
    Workshop: Beyond the Standard Model XV, Bad Honnef, 2003-03-10

  2. L. Bergamin
    gPSM approach to 2D (quantum-)dilaton supergravity
    Workshop on Gravity in two dimensions, Int. Erwin Schrödinger Institut, Wien, 2003-09-25

  3. S. Denk
    Time ordered perturbation theory for nonlocal interactions
    FAKT 2003 Strobl / Wolfgangsee, 2003-10-04

  4. D. Grumiller
    2D quantum dilaton gravity with matter
    EURESCO Conference 'What comes beyond the Standard model'
    Portoroz, 2003-07-14

  5. D. Grumiller
    Virtuelle Schwarze Löcher und physikalische Observablen
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee, 2003-10-04

  6. S. Guttenberg
    Kovariante Quantisierung des Green-Schwarz Strings
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee,2003-10-04

  7. A. Ipp
    Thermodynamics of large-Nf QCD at finite m and non-Fermi-liquid behavior
    Thematische Sommerschule der Deutsch-Französischen Hochschule "Quantum fields in and out of equilibrium"
    Bielefeld, 2003-09-23

  8. A. Ipp
    Phase Transition of a Scalar Field Theory in the Early Universe
    Common Trends in Cosmology and Particle Physics
    Balatonfüred, 2003-06-23

  9. A. Ipp
    Thermodynamics of large-Nf QCD at finite chemical potential
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee 2003-10-03

  10. E. Riegler
    Stringtheorie und konvexe Geometrie
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee, 2003-10-04

  11. P. Romatschke
    HTL Quasiparticle Models of Deconfined QCD at Finite Chemical Potential
    Common Trends in Cosmology and Particle Physics
    Balatonfüred, 2003-06-23

  12. P. Romatschke
    Collective modes of an anisotropic quark-gluon plasma
    Thematische Sommerschule der Deutsch-Französischen Hochschule "Quantum fields in and out of equilibrium
    Bielefeld. 2003-09-23

  13. P. Romatschke
    Collective modes of an anisotropic quark-gluon plasma
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee, 2003-10-02

  14. P. Romatschke
    Cold deconfined matter EOS through an HTL quasiparticle model
    Strong and electroweak matter 2002
    Heidelberg, 2002-10-03

  15. U. Theis
    Instantonen in Stringtheorie-Kompaktifizierungen
    FAKT 2003, Strobl / Wolfgangsee,2003-10-04

  16. U. Theis
    Instantons in type II string compactification
    Workshop: Beyond the Standard Model XV
    Bad Honnef, 2003-03-10

C. Vorträge an Universitäten und Forschungsinstitutionen

  1. H. Balasin
    The generalized Kerr-Schild class and the gravitational field of a massless particle on the horizon
    Laboratoire de Mathematique et Physique Theorique
    Tours, 2003-05-28

  2. H. Balasin
    Singuläre Energie-Impuls-Verteilung der maximal erweiterten Kerr-Lösung
    Universität Jena, Deutschland, 2003-12-01

  3. L. Bergamin
    2D (quantum)-dilaton supergravity from graded Poisson-Sigma models
    Spinoza Institut, Universität Utrecht, Utrecht, 2003-09-05

  4. L. Bergamin
    Confinement and effective approaches to supersymmetric gauge theories
    University of Neuchatel, Neuchatel, 2003-04-22

  5. L. Bergamin
    Supersymmetry, glueballs and dynamical symmetry breaking
    Universität Bern, Schweiz, 2003-01-10

  6. D. Grumiller
    Lessons from 2D dilaton gravity
    Institut f. Theoret. Physik, Universität Wien
    Wien 2002-11-14

  7. D. Grumiller
    Dilaton Gravity in 2D
    Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)
    Rio de Janeiro, 2003-07-24

  8. W. Kummer
    Graded Poisson-sigma models and 2d dilaton supergravity
    Massachusetts Inst. of Technology
    Boston/Cambridge, 2002-11-18

  9. M. Strickland
    Two-loop hard thermal loop perturbation theory
    Brookhaven National Laboratory
    New York, 2002-12-13

  10. M. Strickland
    Collective modes of an anisotropic QGP
    Brookhaven National Laboratory
    New York, 2003-03-04

  11. M. Strickland
    Collective modes of an anisotropic QGP
    University of Helsinki
    Helsinki, 2003-06-06

  12. M. Strickland
    Energy loss and collective modes of an anisotropic QGP
    University of Bielefeld
    Bielefeld, 2003-11-06

  13. M. Strickland
    Energy loss and collective modes of an anisotropic QGP
    Polish Institute for Theoretical Physics,
    Warsaw, 2003-12-10

  14. U. Theis
    Instantons in type II string compactifications
    ITP, TU-Wien
    Wien, 2003-01-2

  15. D.V. Vassilevich
    2d gravity in black holes
    Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas
    Rio de Janeiro, 2003-06-10

  16. D.V. Vassilevich
    Black holes and Hawking radiation
    Universtiy of Sao Paulo, Dept. of Nuclear Phyiscs
    Sao Paulo, 2003-105-09

  17. D.V. Vassilevich
    Integrability of 2d gravity
    University Paulista
    Sao Paulo, 2003-05-29

  18. D.V. Vassilevich
    2d gravity in black holes
    University of Sao Paulo, Dept. of Mathematical Physics
    Sao Paulo, 2003-05-06

4.2  Nichtlineare Dynamik und Physik komplexer Systeme

Nichtlineare Dynamik befaßt sich mit der zeitlichen Entwicklung physikalischer Systeme, ihrer Vorhersagbarkeit und Stabilität. Der Anwendungsbereich erstreckt sich vom Mikrokosmos, z.B. Atomen, bis zum Makrokosmos, z.B. unserem Sonnensystem. Seine Langzeitstabilität und die Beobachtung chaotischer Dynamik im Sonnensystem haben maßgeblich zur Entwicklung dieses Forschungsgebiets beigetragen. Nichtlineare Effekte können zu drastischen Änderungen eines Systems bei kleinsten Störungen führen. Die Antwort eines scheinbar einfachen Systems auf die Störung ist deshalb äußerst komplex. Die Komplexität eines Systems ist bestimmt durch seine dynamischen Eigenschaften, nicht nur von seiner Größe. Die Physik komplexer Systeme schließt zahlreiche Arbeitsgebiete ein: Statistische Mechanik und Chaostheorie, Algorithmische Physik, Quantenoptik und Quantenchaos.

4.2.1  Reguläre und chaotische Bewegung in atomaren Systemen

Die Untersuchung von Signaturen von regulärer und chaotischer Dynamik in Quantensystemen bei weichem Chaos, d.h. Systeme mit gemischtem Phasenraum, ist das Grundziel dieses Projekts. Fundamentale Anwendungsbeispiele stellen Ein- und Zwei-Elektronen Rydbergatome dar. Klassische, semiklassische und quantenmechanische Methoden werden verwendet, um Indikatoren von Ordnung und Chaos im Spektrum sowie in anderen dynamischen Variablen zu identifizieren.

Transient phase-space localization of quasi-one-dimensional Rydberg wave packets

D. Arbó, J. Burgdörfer, C.O. Reinhold16 , A. Pattanayak17 , C. Stokely17, J. Lancaster17, F. Dunning17
The problem of producing a specific, targeted Rydberg wave packet can be greatly simplified by first localizing the wave packet in phase-space before manipulating it to obtain the desired, final state. We have demonstrated that such localization can be obtained by first producing strongly polarized, quasi-one-dimensional (potassium) Rydberg atoms, and then delivering an ultrashort half-cycle pulse (HCP) to the atom. The quasi-one-dimensional atoms are created by photoexciting selected Stark states in the presence of a weak dc field. Calculations show, and experimental evidence confirms, that significant photoexcitation occurs only in the vicinity of the Stark-shifted s, p, and d levels, and that those states located near the Stark-shifted d level have sizeable polarizations. Application of a HCP can, under appropriate conditions, produce a non-stationary wave packet which is shown to undergo strong transient phase-space localization. Detailed calculations indicate that such localization results from a focusin g effect akin to rainbow scattering, and can be characterized by coarse-grained Renyi entropy.
Vortrag: B 1, 6, 19
Paper: 1, 11

Towards Attosecond Half-Cycle Pulses

E. Persson, S. Puschkarski, J. Burgdörfer
Present techniques for producing half-cycle pulses (HCP) are limited to widths of 500fs, which limits impulsely shaping and manipulating of wave packets to Rydberg states n >> 1. We analyze a protocol for producing HCP in the attosecond regime, which would allow to impulsely drive, probe, shape and control electronic wave functions near the ground state. We study the harmonics generated by the non-linear interaction of an atom with strong multi-color fields (HHG) and investigate the quality of the resulting HCP pulses for varying parameters of the driving field and for different atoms. Our findings indicate that it is possible to align the phases of the lowest harmonics up to the energy necessary to excite the first higher state leading to HCP with a width as short as 280 as for Helium. The method can be used to produce single HCP as well as trains consisting of hundreds of HCP.
Vortrag: B 13, 15
Projekt: FWF Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Radiative recombination in a magnetic field

M. Hörndl, S. Yoshida, K. Tökési, J. Burgdörfer
The ion-electron recombination process in cold magnetized plasmas is currently intensively studied both experimentally and theoretically. Recent storage ring experiments show a dramatic enhancement of the recombination rate for highly charged ions relative to what standard radiative recombination rates predict. The aim of this project is to understand the fundamental mechanism of this recombination process and the origin of the enhancement. We study the classical chaotic dynamics in the Coulomb field of the ion and the magnetic guiding field in the electron cooler and investigate the role of unstable periodic orbits which may bring an electron to multiple visits to the target ion thereby enhancing the probability for recombination. In addition, the influence of electric and magnetic fields in the merging region of ion beam and electron beam is studied.
Vortrag: B 4
Paper: 5
Projekt: FWF Projekt: ``Enhanced radiative recombination rates in a low-temperature low-density magnetized plasma''

Time resolved Fano resonances

M. Wickenhauser, J. Burgdörfer
Recent advances in the generation of attosecond XUV pulses have opened up the possibility to observe the time evolution of electronic wavepackets inside atoms in a pump-probe setting. We investigate a possibility to observe the build-up of a Fano resonance in the time domain. A time-resolved resonance is initialized by a short XUV-pump pulse in the presence of a synchronized probe laser pulse. The time evolution of the coherent superposition of resonant state and continuum is mapped onto a modulation of the electron spectrum as a function of the time delay between pump and probe pulse. (Super-) Coster Kronig transitions with lifetimes of the order of 500 as are identified as prime candidates.
Vortrag: B 24, C 6
Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Semiclassical analysis of quantum localization of the kicked Rydberg atom

S. Yoshida, E. Persson, J. Burgdörfer, F. Großmann18
The kicked atom is known as the testing ground for the study of quantum chaos and proven to show quantum localization while the corresponding classical counterpart shows chaotic diffusion. The origin of the localization, however, can be traced to classical dynamics, e.g. to localization around unstable periodic orbits (scar) and to broken cantori which suppress a classical probability flow through leaky barriers with openings smaller than (h/2p) (partial barrier localization). We study a semiclassical manifestation of these localization mechanisms using a semiclassical propagator based on coherent states (Herman-Kluk Propagator) and the limitation of semiclassical approximations to approximate quantum dynamics is discussed.
Vortrag: B 25
Projekt: FWF Projekt: ``Enhanced radiative recombination rates in a low-temperature low-density magnetized plasma''

Quantum localization of the periodically kicked atom in 3D

E. Persson, S. Yoshida, D. Arbó, P. Kristöfel, J. Burgdörfer, C.O. Reinhold16, X.-M. Tong19
We study the 3D unidirectionally kicked Rydberg atom. For parabolic initial states elongated in the direction of the kicks the ionization of the quantum system is suppressed as compared to the classical counterpart and the wavefunction is localized whereas the classical system is globally diffusive. The localization in the 3D system can be analyzed as an analog to that of the 1D model only in the limiting case of the most elongated initial states. The quantum phase-space distribution (Husimi distribution) of the eigenstates of the system show a pronounced probability around the unstable periodic orbits, known as a scarred wavefunction. By modulating the frequency or strength of a train of kicks the localized wavepacket can be steered towards any preferred locations in phase space.
Vortrag: A 1, 5; B 12, 14; C 1,
Paper: 2, 7, 8,
Projekt: FWF Projekt: ``Quantenmechanische Transporttheorie'', FWF Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Positron-Atom Collisions

K. Tökési, J. Burgdörfer, L. Lugosi20
The elastic and inelastic scattering cross sections were studied in positron-He atom collisions above the first excitation threshold using a complex optical potential model (COMP) and a classical trajectory Monte Carlo (CTMC) method based on the Garvey-type model potential. We find that the obtained cross sections in the frame work of COMP are in reasonable agreement with the results of the previous quantum mechanical calculations. Also the excitation cross sections using CTMC method are close to the previous calculations. By contrast, we find the elastic cross sections to be overestimated by a factor of 5.
Vortrag: B 8, 9, 10, 22, 23
Paper: 6

Ion-Atom Collisions

K. Tösési, J. Burgdörfer, B. Sulik20, N. Stolterfoht21
Ionization is one of the most important and fundamental phenomena in collision physics. Differential spectra of ionized electrons give detailed information about the collisions. Characteristic structures in these spectra can be associated with different collisions mechanisms. In this work we focus on the high energy tails of the spectra in ion-atom collisions. We demonstrate that these parts in the spectra are strongly correlated with the multiple scattering processes. We applied our CTMC method to impact of intermediate velocity C+ projectile ions on inert gases. The CTMC results were in good agreement with the experimental data. Moreover, with the help of the analysis of the longitudinal momentum transfer values to the target and projectile cores during the collisions, the P-T-P and P-T-P-T multiple scattering contributions referring to sequences of interactions with projectile (P) and target (T) were clearly separated and identified.
Vortrag: B 5, 11, 20

Single ionization of atoms driven by strong laser fields

K. Dimitriou, D. Arbó, S. Yoshida, E. Persson, J. Burgdörfer
Momentum distributions of electrons emitted from the H(1s) by linearly polarized, strong low-frequency laser pulses are studied. The origin of the double peak structure observed in the distribution of the momentum parallel to the laser field polarization axis is investigated using both a quasi-classical trajectory method including tunnelling and a full quantum calculation. We show that within the quasi-classical treatment it originates from the influence of the Coulomb force on the outgoing trajectory rather than from rescattering. Quantum simulations also yield a double-peak structure which, however, differs quantitatively from the quasi-classical prediction and can be traced to the lowest ATI (above threshold ionization) peak in the vicinity of the zero-field threshold.
Vortrag: B 2; C 2
Projekt: FWF Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Non-adiabatic processes near barriers

J. Burgdörfer, N. Rohringer, P.S. Krsti\'c16, C.O. Reinhold16
Non-adiabatic processes in the near-adiabatic limit are controlled by the local dynamics near barriers. The barrier can be a feature of a local potential in coordinate space but can also be an effective dynamical barrier along a generalized ``reaction'' coordinate. Saddle point potentials represent a special and important case. Dynamical barriers give rise to hidden and avoided crossings in adiabatic potential curves. The local dynamics of non-adiabatic transitions is therefore often analyzed in terms of hidden cro-sings and avoided crossings models. We revisited the theory of local barrier dynamics and applied it to two diverse applications in atomic and condensed matter physics: the low-velocity limit of inelastic transitions and the levitation problem in Integer Quantum Hall systems.
Vortrag: A 2

4.2.2  Reguläre und chaotische Dynamik in Quantenpunkten und ''Designer''-Atomen

Die klassische und Quanten-Dynamik von Elektronen in Quantenpunkten, d.h. Strukturen artifizieller Geometrie, erlaubt den Vergleich und den Kontrast mit Coulomb-Systemen. Diese werden deshalb oft ``Designer-Atome'' genannt. Abhängig von der gewählten Geometrie kann reguläre, chaotische oder gemischte Dynamik realisiert werden. Von besonderem Interesse sind offene Strukturen, bei denen Eigenschaften der regulären S-Matrix untersucht werden.

Quantum transport through microstructures

J. Burgdörfer, S. Rotter, N. Rohringer, B. Weingartner, F. Libisch, F. Aigner, L. Wirtz38, U. Kuhl22 , H.-J. Stöckmann22, J. Cserti23 , C. Stampfer24
A numerical technique was developed which allows to perform accurate and stable calculations on quantum transport phenomena in microstructurs (``quantum dots''). With this ``modular recursive Green's function method'' scattering wavefunctions and the conductance across a large variety of devices can be evaluated. Our approach is particularly suitable for the parameter regime of small de Broglie wavelength or high magnetic field. In the first case the validity of semiclassical methods is expected. We compared the exact quantum calculations with different semiclassical approximations and proposed techniques for their improvement. In the case of high magnetic field, results on the integer quantum Hall effect were obtained and the conductance was observed to give rise to Fano resonances. For an experimental verification of these resonances, a microwave scattering system was designed and meanwhile realized in a laboratory in Marburg/Germany. The measured results are in excellent agreement with our theory. Work is in progress on the application of our method on the ``shot-noise'' effect and on quantum dots with a superconducting interface (Andreev billiards).
Vortrag: A 3; B 7, 16, 17; C 3, 4, 5,
Paper: 10, 13
Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Laser excitation of two interacting electrons in a harmonic quantum dot

N. Rohringer, J. Burgdörfer
We investigate a model system of two Coulomb interacting electrons in a quantum dot with a harmonic confining potential subject to an intense laser pulse. Due to the separability of the problem in center of mass and relative coordinates the quantum system can be solved exactly providing therefore a benchmark for approximate many-body approaches. We focus on testing and on further developing time-dependent density functional theory (TDDFT). The quality of existing approximations for the exchange-correlation potential is tested by comparing the time-dependence of one-particle observables. Moreover we address to the problem of calculating state-to-state transition amplitudes within TDDFT.
Paper: 9

4.2.3  Quantenoptik

Die Quantenoptik beschäftigt sich mit jenen optischen Erscheinungen, die sich im Rahmen der klassischen Physik nicht vollständig erklären lassen. Diese Erscheinungen sind Folgen der Quantenphysik der elektromagnetischen Strahlung und der Atome. Ein Beispiel dafür ist die experimentell bekannte spontane Strahlungsemission bei Atomen. Hierbei gibt ein angeregtes Atom ohne Einfluß eines äußeren Strahlungsfeldes seine Energie in Form von Strahlung ab und geht in den Grundzustand über. Die Quantenphysik der Strahlung liefert einen Vakuumzustand des Feldes, bei dem zwar das Strahlungsfeld verschwindet, jedoch nicht das mittlere Schwankungsquadrat dieses Feldes. Diese Schwankungen des Vakuumfeldes verursachen die spontane Emission und sorgen außerdem für eine Verschiebung der Energieniveaus der Atomzustände, die experimentell nachweisbar ist und Lamb-Shift genannt wird. Die Eigenschaften von wechselwirkenden quantenmechanischen Atom-Strahlungsfeldsystemen werden untersucht.

Multilevel coherence effects in a two-level atom driven by a trichromatic field

O. Hittmair, G. Adam, J. Seke, Z. Ficek 25, N.N. Bogolubov jr 26 , A. Soldatov 27
We studied the absorption and dispersion properties of a weak probe field monitoring a two-level atom driven by a trichromatic field. We calculated the steady-state linear susceptibility and find that the system can produce a number of multilevel coherence effects predicted for atoms composed of three and more energy levels. Although the atom has only one transition channel, the multilevel effects are possible because there are multi-channel transitions between dressed states induced by the driving field. In particular, it is shown that the system can exhibit multiple electromagnetically induced transparency and can also produce a strong amplification at the central frequence which is not attributed to population inversion in both the atomic bare states and in the dressed atomic states. Moreover, we showed that the absorption and dispersion of the probe field is sensitive to the initial relative phase of the components of the driving field. In addition, it is shown that the group velocity of the probe field can be controlled by changing the initial relative phases or frequencies of the driving fields and can also be varied from subluminal to superluminal.
Paper: 3
Vortrag: 3
Projekt: OAW EST-254/2002

A new consistent renormalization concept involving bound-state problems

O. Hittmair, G. Adam, J. Seke
A new consistent renormalization procedure for the U-matrix, based on the self-consistent projection-operator method (guaranteing the consistency of the applied approximation to any order) developed by J. Seke has been elaborated. The new complete renormalization, unlike the conventional one, removes completely the experimentally unobservable free-electron Dyson self-energy from the U-matrix.
Vortrag: 18
Projekt: OAW EST-254/2002

4.2.4  Quanteninformationstheorie und verwandte Problemstellungen

Quantum Information and Computation Theory

K. Svozil
Theory of quantum coding, cryptography, nonclassical logic, quantum bounds
Paper: 4, 12
Vortrag: A 4, B 21

übereinstimmt.

4.2.5  Publikationen aus Nichtlinearer Dynamik und Physik komplexer Systeme

  1. D.G. Arbó, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer, A.K. Pattanayak, C.L. Stokely, W. Zhao, J.C. Lancaster, F.B. Dunning
    Pulse-induced focusing of Rydberg wave packets
    Phys. Rev. A 67, 063401-1-063401-10, 2003

  2. F.B. Dunning, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    The kicked Rydberg atom: a new laboratory for study of non-linear dynamics
    Phys. Scripta 68 C44-C47, 2003

  3. Z. Ficek, J. Seke, A.V. Soldatov, G. Adam, N.N. Bogolubov
    Multilevel coherence effects in a two-level atom driven by a trichromatic field
    Opt. Commun. 217, 299-309, 2003

  4. S. Filipp, K. Svozil
    Boole-Bell-type inequalities in mathematica
    in: ''Challenging the Boundaries of Symbolic Computation'', P. Mitic, P. Ramsden, J. Carne (Hrg.)
    Imperial College Press, London, 2003, ISBN 1 86094 363 2, S. 215 - 222.

  5. M. Hörndl, S. Yoshida, K. Tökési, J. Burgdörfer
    Enhancement of low-energy electron ion recombination in a magnetic field
    Hyperf. Interact. 146/147 13-17, 2003

  6. L. Lugosi, B. Paripás, I.K. Gyémánt, K. Tökési
    Differential cross sections for positron impact excitation of hydrogen
    Rad. Phys. and Chem.68 199-203, 2003

  7. E. Persson, S. Yoshida, X.-M. Tong, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Quantum localization in the high frequency limit
    Phys. Rev. A 66, 043407-1-043407-9, 2002

  8. E. Persson, S. Yoshida, X.-M. Tong, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Quantum localization in the three-dimensional kicked Rydberg atom
    Phys. Rev. A 68, 063406-1-063406-15, 2003

  9. N. Rohringer, N. Macris, J. Burgdörfer
    Bargmann representation for Landau levels in two dimensions
    J. Phys. A 36, 4173-4190, 2003

  10. S. Rotter, B. Weingartner, N. Rohringer, J. Burgdörfer
    Ballistic quantum transport at high energies and high magnetic fields
    Phys. Rev. B 68, 165302-1-165302-13, 2003

  11. C.L. Stokely, J.C. Lancaster, F.B. Dunning, D.G. Arbó, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Production of quasi-one-dimensional very high-n Rydberg atoms
    Phys. Rev. A 013403-1-013403-6, 2003

  12. K. Svozil
    Finite automata models of quantized systems; Conceptual status and outlook
    in: ''Developments in language theory'', M. Ito, M. Toyama (Hrg.)
    Springer-Verlag, 2003, (eingeladen), 3-540-40431-7, S. 93 - 102.

  13. L. Wirtz, C. Stampfer, S. Rotter, J. Burgdörfer
    Semiclassical theory for transmission through open billards: Convergence towards quantum transport
    Phys. Rev. E 67, 016206-1-016206-13, 2003

4.2.6  Vorträge aus Nichtlinearer Dynamik und Physik komplexer Systeme

A. Eingeladene Vorträge

  1. J. Burgdörfer
    Atoms in half-cycle pulses: a laboratory for wave functions tailoring, coherent control and quantum chaos
    AMOP Spring Meeting, German Physical Society
    Hannover, 2003-03-24

  2. J. Burgdörfer
    Non-adiabatic processes near barriers
    Workshop on Non Adiabatic Transitions in Quantum Mechanics
    Moscow-Chernogolovka, 2003-08-04

  3. S. Rotter
    Ballistic quantum transport at high magnetic fields
    Austrian-Hungarian Workshop on Charged-Particle Transport through Nanostructures and Solids
    Debrecen, 2003-11-14

  4. K. Svozil
    Quantum information and state partitions
    Mysteries, Puzzles and Paradoxes in Quantum Mechanics
    Gargnano, Garda Lake, 2003-09-02

  5. S. Yoshida, C.O. Reinhold, E. Persson, J. Burgdörfer, F.B. Dunning
    Tailoring and controlling wave packets in multi-photon atom collisions
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

B. Sonstige Tagungsbeiträge

  1. D.G. Arbó, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer, A.K. Pattanayak, C.L. Stokely, W. Zhao, J.C. Lancaster, F.B. Dunning
    Quantum description of transient phase-space localization
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  2. K. Dimitriou, D.G. Arbó, S. Yoshida, E.Persson, J. Burgdörfer
    Classical analysis of the above threshold ionization
    XXIII International Conference on Photonic,Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  3. Z. Ficek, J. Seke, A.V. Soldatov, G. Adam, N.N. Bogolubov, O. Hittmair
    Multilevel coherence effects in a two-level atom driven by a trichromatic field
    53. Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft Salzburg, 2003-10-01

  4. M. Hörndl, S. Yoshida, K. Tökési, J.Burgdörfer
    Electron-ion recombination: influence of transient field effects
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  5. M. Kobal, M. Kavcic, M. Budnar, J.I. Dousse, K. Tökési
    Double 1 s ionization of Mg and Si induced in collisions with heavy ions
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-25

  6. J.C. Lancaster, W. Zhao, C.L. Stokely, F.B. Dunning, A.K. Pattanayak, D.G. Arbó, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Production of transiently phase-space-localized quasi-one- dimensional Rydberg wave packets
    Division of Atomic, Molecular and Optical Physics, American Pysical Society
    Boulder, Colorado, 2003-07-21

  7. F. Libisch, S. Rotter, J. Burgdörfer
    Traces of the integer quantum hall effect in transport through rectangular quantum dots
    Chaos and Quantum Transport, Physikerzentrum Bad Honnef, 2003-03-26

  8. L. Lugosi, I.F. Barna, K. Tökési
    Model calculations for positron-helium scattering
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collision
    Stockholm,2003-07-23

  9. L. Lugosi, B. Paripás, K. Tökési
    Positron intersctions with H atom
    International Scientific Confernce Section H: Physics and Education
    Miskolc, 2003-03-08

  10. L. Lugosi, I.F. Barna, K. Tökési, Á Kövér
    Elastic scattering of positron from helium above the first excitation threshold
    12th International Workshop on Positron and Positronium Physics
    Sandbjerg, 2003-07-20

  11. B. Paripás, G. Vitéz, Gy. Vikor, K. Tökési, X.-M. Tong, M. Huttala, A. Calo, H. Aksela, S. Aksela
    PCI effect on photon excited Ne K-LL Auger line shape
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-26

  12. E. Persson, S. Yoshida, X.-M. Tong, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Quantum localization in the three-dimensional kicked atom
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  13. E. Persson, S. Puschkarski, X.-M. Tong, J. Burgdörfer
    Towards attosecond half cycle pulses
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collision
    Stockholm, 2003-07-23

  14. E. Persson, S. Yoshida, X.-M. Tong, C.O. Reinhold
    Quantum localization in the three-dimensional kicked Rydberg atom
    Meeting of the Division of Atomic, Molecular and Optical Physics, American Physical Society
    Boulder, Colorado, 2003-05-21

  15. E. Persson, S. Puschkarski, X.-M. Tong, J. Burgdörfer
    Towards attosecond half-cycle pulses
    Third International Conference on Ultrafast Optics
    Vienna, 2003-06-30

  16. S. Rotter, F. Libisch, J. Burgdörfer, U. Kuhl, H.-J. Stöckmann
    Tunable Fano resonances in transport through Quantum Billiards
    Dynamics Days 2003
    Palma, Mallorca, 2003-09-26

  17. S. Rotter, B. Weingartner, F. Libisch, J. Burgdörfer
    Ballistic quantum transport at high magnetic fields
    Chaos and Quantum Transport, Physikerzentrum Bad Honnef
    Bad Honnef, Germany, 2003-03-25

  18. J. Seke, G. Adam, O. Hittmair
    A new consistent renormalization concept involving bound-state problems
    53. Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft, Salzburg, 2003-10-01

  19. C.L. Stokely, W. Zhao, J.C. Lancaster, F.B. Dunning, D.G. Arbó, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer, A.K. Pattanayak
    Pulse induced focusing of Rydberg wave packets
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  20. B. Sulik, R. Hellhammer, Z.D. Pesic, N. Stolterfoht, K. Tökési
    Fermi-shuttle acceleration in low and intermediate velocity ion-atom collisions
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collision
    Stockholm, 2003-07-25

  21. K. Svozil
    Kochen-Specker-theorem
    Seminar für Neutronen- und Festkörperphysik, Atominstitut
    TU Wien,2003-12-12

  22. K. Tökési, B. Juhász
    State selective (n,l) capture distributions in low energy antiproton-helium collisions
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-28

  23. K. Tökési
    The role of projectile double scattering in positron-atom collisions
    XXIII Intern. Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions, Stockholm, 2003-07-23

  24. M. Wickenhauser, J. Burgdörfer
    Theoretical aspects of time-resolved autoionization
    Laser Physics 2003
    Hamburg, 2003-08-24

  25. S. Yoshida, F. Großmann, E. Persson, J. Burgdörfer
    Semiclassical analysis if the kicked Rydberg atom
    Dynamics Days 2003
    Palma de Mallorca, 2003-09-24

C. Vorträge an Universitäten und Forschungsinstitutionen

  1. J. Burgdörfer
    Atoms in half-cycle pulses: a laboratory for wave functions tailoring, coherent control and quantum chaos
    University of Würzburg
    Würzburg, 2003-04-30

  2. K. Dimitriou, D.G. Arbó, S. Yoshida, E. Persson, J. Burgdörfer
    Single ionization of atoms by strong laser fields: A quasi classical study of the electron dynamics
    Max-Planck-Institut für Kernphysik,Heidelberg
    Heidelberg, 2003-10-29

  3. S. Rotter, B. Weingartner, F. Libisch, J. Burgdörfer
    Ballistic quantum transport at high magnetic fields
    Max-Planck-Institut für Strömungsforschung, Göttingen
    Göttingen, 2002-10-02

  4. S. Rotter, B. Weingartner, F. Libisch, J. Burgdörfer
    Ballistic quantum transport at high magnetic fields
    Universität Marburg
    Marburg, 2002-10-24

  5. S. Rotter, B. Weingartner, F. Libisch, J. Burgdörfer
    Ballistic quantum transport at high magnetic fields
    Univeristät Bayreuth
    Bayreuth, 2003-05-05

  6. M. Wickenhauser, J. Burgdörfer, F. Krausz, M. Drescher
    Theory of time-resolved autoionization using attosecond pulses
    Institute for Theoretical, Atomic and Molecular Physics
    Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
    Cambridge, MA, 2003-11-20

4.3  Theorie kondensierter Materie

Die Aktivitäten im Bereich der Theorie der kondensierten Materie betreffen einerseits die Entwicklung neuer quantenmechanischer, mathematischer und statistisch-mechanischer Methoden zur Berechnung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von geordneten und ungeordneten Materialien: sie dienen zum Studium der Festkörperoberflächen und der Beschreibung von komplexen Prozessen in Materialien und ihre Umsetzung in effiziente Software. Andererseits werden diese Methoden auf Problemstellungen von fundamentalem wie auch technologischem Interesse angewandt; hierzu gehören u.a. folgende Themenbereiche: exakt lösbare Modellsysteme, Untersuchungen der strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften von Materialien, Phasenverhalten einfacher Systeme, Beschreibung magnetischer Eigenschaften von Modellsystemen, Untersuchung dynamischer Wechselwirkungsprozesse zwischen Oberflächen und geladenen Teilchen und Photonen und elektrischer Transporteigenschaften durch sogenannte Quantendots auf der Meso- und Nano-Skala.

4.3.1  Mathematische Grundlagen und Gruppentheorie

Gegenstand der Mathematischen Grundlagen der Theoretischen Festkörperphysik ist die Analyse mathematischer Modelle, die physikalische Phänomene beschreiben. Sie umfaßt daher jenen Teil der Theoretischen Festkörphysik, in dem man mit mathematisch strengen Methoden aus genau definierten Grundannahmen exakte Ergebnisse ableitet. Das Ziel ist dabei nicht nur, möglichst alle Probleme der Theoretischen Festkörphysik mathematisch einwandfrei zu formulieren, sondern auch Verallgemeinerungen systematisch zu erforschen.

Die Gruppentheorie beschäftigt sich mit den algebraischen und analytischen Strukturen von Gruppen und ihren Darstellungen. Die meisten physikalischen Probleme weisen gewisse räumliche/zeitliche Symmetrien auf, d.h. die Grundgleichungen sind gegen bestimmte Transformationen invariant. Aus diesen Symmetrien lassen sich oft ohne genauere Festlegung des physikalischen Systems weitreichende Schlüsse auf die Gestalt der Lösungen ziehen. Es ist zweckmäßig diese allgemeinen Aussagen von jenen zu trennen, die für das betrachtete System spezifisch sind.

Phasenübergänge in eindimensionalen Teilchensystemen

K. Grill28, C. Tutschka
Die Existenz von Grenzschichten ist eine wesentliche Voraussetzung dafür um verschieden Aggregatzustände unterscheiden zu können. Allerdings ist ihrer Feinstruktur - als deren wesentlicher Eigenschaft - nicht gerade leicht beizukommen. Schon ihre bloße gewohnheitsmäßige Existenz ist überaus empfindlich abhängig von jedem nochso schwachen äußeren Feld. Wir konnten unlängst zeigen, dass dieser wichtige Effekt auch einigermaßen kontraintuitiv sein kann: Für ein eindimensionales Teilchensystem, das rein thermodynamisch überhaupt keinen Phasenübergang zeigen würde, lässt sich ein solcher makroskopisch etablieren, wenn das System einem schwachen homogenen Schwerefeld ausgesetzt wird. - Die Verallgemeinerung dieses Resultats auf höherdimensionale Systeme wird im Moment betrieben.
Vortrag: C 4
Projekt: Schrödinger Stipendien für C.T. (J2076, J2218-N08)

Übervollständige Darstellungen klassischer Dichtefunktionale

C. Tutschka
Kollaborationen: Jose A. Cuesta (Departamento de Matematicas, Universidad Carlos III de Madrid, Spain), Karl Grill (Institut fuer Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie, TU Wien), Gerhard Kahl (Institut fuer Theoretische Physik, TU Wien), Jerome K. Percus (Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University, USA)
Betrachtet werden wechselwirkende Teilchensysteme in einem beliebigen äußeren Feld. Solche Systeme sind sowohl in mannigfaltiger Weise in der Natur zu finden, als auch von unmittelbarem technologischen Interesse, etwa aktuell im Kontext der Nanowissenschaften.
Theoretisch ist zunächst ein Formalismus zu finden, der die empfindliche Abhängigkeit der auftretenden Phänomene von kleinen Änderungen des äußeren Feldes zu erfassen erlaubt. Das leistet gerade die Dichtefunktionaltheorie, indem zur lokalen Einteilchendichte als neuer freier Variable übergegangen wird. Weiters ergeben sich innerhalb dieses Kalküls dann die üblichen thermodynamsichen Potentiale als konvexe (respektive konkave) Funktionale über der Einteilchendichte. Deren feinere mathematische Struktur wurde von uns bisher für den Fall eindimensionaler Vielteilchensysteme mit allgemeiner nächster Nachbarwechselwirkung [22], sowie für ein zweidimensionales System mit Kontaktwechselwirkung [21] untersucht.
Unsere grundlegende Idee besteht darin, die Zerfällungen einer natürlichen Zahl (interpretiert als Teilchenanzahl des Systems) auf das thermodynamische Niveau hochzuziehen. Also ein gegebenes thermodynamisches System als ob in gewisser Weise zerlegt in Untereinheiten (Cluster) aufzufassen. Diese Cluster-Technik führt letztendlich auf eine sowohl mathematisch ungewöhnlich elegante und kompakte, als auch physikalisch überaus transparente Darstellung von Dichtefunktionalen.
Derzeit wird versucht, dieses Schema möglichst weitgehend auf höherdimensionale Systeme mit beliebigen nächste Nachbarwechselwirkungen zu verallgemeinern.
Papers: 22, 21
Vortrag: B 13
Projekte: J2076, J2218 (FWF Erwin Schrödinger Postdoctoral Fellowship)

Vielfachstreuung von elektromagnetischen Welle

M. Nigsch, P. Kasperkovitz, R. Dirl
Das betrachtete physikalische Problem ist die Streuung von elektromagnetischen Wellen an einer Anordnung von endlich vielen Sphäroiden (Ellipsoiden mit einer Symmetrieachse). Die einzige Annahme in Bezug auf deren Anordnung ist das Verbot von Überlappungen; insbesondere gibt es keine Annahmen betreffend die Anzahl der Streuer, ihre geometrischen Parameter, ihre Orientierung, ihre Relativpositionen und ihre Materialkonstanten. Die Lösung erfolgt in drei Schritten: 1) Berechnung der zeitunabhängigen Streuung an einem Objekt, 2) zeitunabhängige Streuung an endlich vielen Objekten, 3) zeitabhängige Streuung an endlich vielen Objekten. Bisher wurde ein formal eng verwandtes, vom Rechenaufwand aber deutlich weniger komplexes Problem betrachtet: die Streuung durch eine Anordnung von Zylindern mit elliptischem Querschnitt.
Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Softwarepaket zur numerischen Lösung dieses Problems erstellt. Es soll anschließend auf mindestens ein zur Zeit sehr aktuelles Problem angewandt werden: Die räumliche Lokalisierung von elektromagnetischer Energie in einer Anordnung von Streuern (ein zeitabhängiges Analogon zur Anderson Lokalisierung von Elektronen in nichtkristallinen Festkörpern).
Projekt: FWF W004

Cluster-Analyse in Datenmengen

E. Schöll-Paschinger, J. Schöll 29
Eine neue graphentheoretische Methode wurde entwickelt, um Datenmengen zu analysieren. Die Methode basiert auf der Erzeugung von 'random walks' in der Datenmenge. Diese 'random walks' werden dadurch erzeugt, daß bei jedem Zeitschritt zufällig von einem Objekt der Menge zum nächsten fortgeschritten wird; dabei werden Einschränkungen miteinbezogen, die die vorhergehenden Schritte berücksichtigen.
Paper: 16

4.3.2  Physik homogener und inhomogener Flüssigkeiten - methodische Entwicklungen

Ziel der in diesem Abschnitt vorgestellten Arbeiten ist die Entwicklung von numerischen Methoden zur Untersuchung der thermodynamischen und strukturellen Eigenschaften klassischer homogener und inhomogener Flüssigkeiten und ihrer Mischungen. Bei diesen Verfahren handelt es sich um Integralgleichungsverfahren, thermodynamische Störungstheorien, Konzepte der klassischen Dichtefunktionaltheorie und Computersimulationen. Obwohl die verschiedenen numerischen Methoden vom physikalischen Standpunkt aus gesehen auf unterschiedlichen Grundlagen basieren, liefern sie - dank sehr verfeinerter Konzepte und verläßlicher numerischer Algorithmen - Ergebnisse, die innerhalb der numersichen Genauigkeit übereinstimmen.

Genetische Algorithmen zur Bestimmung von Gleichgewichtsstrukturen

D. Gottwald, G. Kahl, R. Dirl, C.N. Likos 30
Mit Hilfe der klassischen Dichtefunktionaltheorie läßt sich jene kristalline Struktur, in die die Flüssigkeit beim Erstarren übergeht nur dadurch bestimmen, indem man die Gleichgewichtsenergien verschiedener Kristallstrukturen vergleicht. Da die möglichen Kandidaten-Strukturen auf Grund mehr oder weniger plausiber Argumente im vorhinein ausgesucht wurden, sind die Ergebnisse in diesem Sinne präjudiziert. Mit Hilfe eines genetischen Algorithmus gelang es erstmals, die Gleichgewichtsstrukturen der festen Phase direkt - also ohne Beeinflussung - vorherzusagen. Dabei wird - unter Ausnützung gruppentheoretischer Methoden - das allgemeine Grundgitter in einem Code (Gen) zusammengefaßt; anschließend wird mit Hilfe einer Gewichtsfunktion ('fitness function'), die die Energie der entsprechenden Struktur berücksichtigt, eine Folge von Genen erzeugt: jene Gene, die hochenergetischen Strukturen entsprechen 'sterben' dabei aus, jene Gene, die niedrig-energetischen Strukturen enstprechen 'überleben'. Bei Anwendungen auf einfache Modellsysteme (geladene und neutrale Sternpolymere, geladene Mikrogele) hat sich gezeigt, daß mit Hilfe dieses Verfahrens auch Strukturen 'entdeckt' werden, die bislang bei konventionellen Verfahren nicht berücksichtigt wurden.
Vortrag: A 4
Projekt: FWF P14371-TPH, FWF P15758-TPH

'coarse graining' Methoden

P. Winkler, G. Kahl, R. Roth 31
In kolloidalen Suspensionen sind mesoskopische Teilchen (mit Größen von 1 mm bis 1 nm) in mikroskopischen Lösungsmitteln gelöst. Diese mesoskopischen Partikel (wie etwa Polymere oder Dendrimere) sind ihrerseits aus einer großen Zahl von kleinen, atomaren oder molekularen Einheiten aufgebaut. Will man ein derartig komplexes System im Rahmen der Statistischen Mechanik berschreiben, so muß die extrem große Zahl von Freiheitsgraden drastisch reduziert werden. Dies geschieht in 'coarse graining' Methoden, wo mit Hilfe geeigneter Prozesse über die mikroskopischen Freiheitsgrade gemittelt wird; es verbleiben somit nur noch die wenigen mesoskopischen Freiheitsgrade, wie etwa die Schwerpunktskoordinaten der Teilchen. Auf diese Weise werden die komplexen, mesoskopischen Teilchen durch 'effektive' Teilchen ersetzt, die über dichteabhängige, meist sphärisch symmetrische, effektive Paarpotentiale wechselwirken.
Wir haben binäre nicht-additive Mischungen harter Kugeln unterschiedlicher Größe betrachtet; durch die Mittelung über die Freiheitsgrade der kleinen Teilchensorte konnten - mit Hilfe der klassischen Dichtefunktionaltheorie - effektive Paarpotentiale ('depletion potentials') der großen Teilchen hergeleitet werden.
Paper: 3
Projekt: FWF P15758-TPH

Klassische Flüssigkeitstheorien

A. Reiner, E. Schöll-Paschinger, D. Gottwald, B. Mladek 32 , J. Köfinger, G. Kahl, S. Leroch, Y. Kalyuzhnyi 33 , M. Neumann 32
Bestehende Konzepte und numerische Implementierungen von Flüssigkeitstheorien wurden weiter verfeinert. Insbesondere sind Fortschritte bei Integralgleichungsverfahren für poröse Medien ('mean spherical approximation'), bei polydispersen Mischungen und bei den 'advanced liquid state theories' ('self-consistent Ornstein-Zernike approximation' - SCOZA und 'hierarchical reference theory' - HRT) zu berichten. Für Systeme mit weichen Potentialen wurden Integralgleichungsverfahren erstmals implementiert; weiters gelang es, das Konzept der SCOZA auf das 'Gaussian core model' auszudehnen und die für die SCOZA charakteristische Differentialgleichung herzuleiten; an ihrer numerischen Lösung wird derzeit gearbeitet.
Paper: 5, 17, 18
Projekt: FWF P14371-TPH, FWF P15758-TPH, Bundesministerium, Gemeinde Wien

Klassische Computersimulationen

B. Mladek 32, J. Köfinger, G. Kahl, M. Neumann 32, N. Wilding 34
Klassische Computersimulationen liefern wichtige Referenzdaten für numerische Verfahren der klassischen Flüssigkeitstheorie und können daher als Komplementärmethoden zu Integralgleichungsverfahren oder thermodynamischen Störungstheorien betrachtet werden. Im Berichtszeitraum wurden einerseits Programmpakete für klassische Computersimulationen (Monte Carlo Simulationen und Molekulardynamik-Verfahren) für verschiedene Ensembles der Statistischen Mechanik entwickelt, um somit eine möglichst breite Basis für Vergleichsrechnungen aufzubauen. Die Arbeiten beinhaltet auch spezielle Simulationsverfahren zur genauen Bestimmung von Phasenkoexistenzkurven und kritischen Phänomenen.
Projekt: FWF P15758-TPH, Gemeinde Wien

Klassische Dichtefunktionaltheorie

M.-J. Fernaud 35 , J. Köfinger, E. Schöll-Paschinger, G. Kahl, M. Schmidt 30
Die Kenntnis verläßlicher Dichtefunktionale ist unerläßlich für die Beschreibung von Erstarrungsphänomenen in der Flüssigkeitsphysik. Basierend auf einer Idee von Rosenfeld konnte ein Dichtefunktional hergeleitet werden, das ein Modell einer Kolloid-Polymer Mischung in Kontakt mit einer porösen Matrix aus harten Teilchen beschreibt. Vergleiche der Ergebnisse für die Phasendiagramme mit Daten aus Integralgleichungsverfahren zeigen eine sehr zufriedenstellende Übereinstimmung. Das Rosenfeld-Funktional wurde weiters für eine spezielle Geometrie formuliert: zwei große, im Raum fixierte Kugeln unterschiedlicher Größe, die von vielen kleinen harten Kugeln umgeben sind. Mit Hilfe dieses Dichtefunktionals sollen in der Folge Dichteprofile der kleinen Kugeln berechnet werden.
Paper: 15
Projekt: Spanisches Ministerium

4.3.3  Physik homogener und inhomogener Flüssigkeiten - Phasenverhalten und Kritikalität

Das Phasendiagramm einfacher Systeme, die in unserer Arbeitsgruppe untersucht werden (wie etwa atomare Flüssigkeiten, Kolloide, Polymere, etc.) kann - je nach Wechselwirkungstyp - sehr komplexe Formen annehmen: so werden neben dem wohlbekannten, van der Waals-ähnlichen Phasenverhalten, auch Phasendiagramme beobachtet, bei denen ein direkter Übergang von der gasförmigen in die feste Phase oder isostrukturelle fest-fest Phasenübergänge möglich sind. Bei Systemen mit weichen Wechselwirkungen treten dazu noch Effekte wie 're-entrant melting' und 'clustering' auf. Die Vielfalt der Phasendiagramme ist natürlich im Fall binärer Flüssigkeiten noch viel größer. Ziel dieses Arbeitsbereiches ist es, basierend auf Methoden der Flüssigkeitstheorie das Phasenverhalten derartiger Systeme (besonders in Hinblick auf das kritische Verhalten) vorherzusagen und mit experimentell untersuchten Systemen zu vergleichen.

Einfache Flüssigkeiten und ihre Mischungen

A. Reiner, E. Schöll-Paschinger, P. Winkler, J. Köfinger, G. Kahl, E. Gutlederer, N. Wilding 34, D. Levesque 36 , J.J. Weis 36
Mit Hilfe der konventionellen 'mean spherical approximation' (MSA) wurde erstmals das komplette Phasendiagramm einer binären symmetrischen Mischung von Hartkugel-Yukawa Flüssigkeiten untersucht; Ergebnisse wurden durch groß-kanonische Computersimulationen ergänzt. Die drei erwarteten Typen von Phasendiagrammen wurden in verschiedenen Darstellungen berechnet und dargestellt. Mit Hilfe der SCOZA konnte das komplette Phasendiagramm von Modellfullerenen C60 £ n £ 96 bestimmt werden, Vergleiche mit Computersimulationen bestätigen die hohe Genauigkeit des Verfahren. Unter Verwendung der HRT wurde die Region in der Nähe des kritischen Punktes (mit relativen Abweichungen von ~ 10-8 - 10-10) für 'square-well' und Hartkugel-Yukawa Systeme untersucht.
Paper: 17, 18
Projekt: FWF P14371-TPH, FWF P15758-TPH

Weiche Systeme

D. Gottwald, B. Mladek 32, G. Kahl, M. Neumann 32, C.N. Likos 30, H. Löwen 30
Als Folge von 'coarse graining' Methoden (sh. Abschnitt 4.3.2) werden komplexe Kolloid- oder Polymer-Teilchen durch 'weiche' effektive Potentiale beschrieben, die einander bei Kompression durchdringen können. Wie es sich in ersten Untersuchungen gezeigt hat, treten im Phasenverhalten grundlegende Unterschiede zwischen weichen Systemen und jenen Flüssigkeiten auf, bei denen die Teilchen über harte, stark repulsive Potentiale wechselwirken: es werden entweder ein 're-entrant melting' Prozeß oder ein 'clustering' Prozeß bei Kompression beobachtet. Bei unseren Untersuchungen wurden einerseits grundlegende Studien für Modellpotentiale ('Gaussian core' Potential, ...) durchgeführt oder Modelle für realistische, ionische Mikrogele betrachtet. Insbesondere im letzten Fall konnte ein unerwarteter Reichtum an Phasenübergängen im Phasendiagramm gefunden werden; neben den erwarteten dichtgepackten Strukturen (fcc, bcc) wurden trotz der sphärischen Symmetrie des Potentials auch stark asymmetrische Strukturen (hexagonal, bco, trigonal) im Phasendiagramm als Gleichgewichtsstrukturen entdeckt.
Projekt: FWF P15758-TPH, Gemeinde Wien

Polydisperse Systeme

D. Gottwald, G. Kahl, S. Leroch, Y. Kalyuzhnyi 33
Einerseits wurde versucht, das Phasenverhalten einer polydispersen Mischung mit beliebiger interatomarer Wechselwirkung mit Hilfe der 'optimized random phase approximation' zu berechnen; an den auftretenden numerischen Problemen wird derzeit noch gearbeitet. Große Fortschritte konnten bei den 'truncatable free energy models' gemacht werden, wo die formal unendlich vielen Koexistenzgleichungen einer polydispersen Mischung mit Hilfe der MSA auf eine System endlich vieler, nicht-linearer Gleichungen in den verallgemeinerten Momenten abgebildet werden können. Insbesondere wurde der Formalismus für polydisperse Hartkugel-Yukawa Mischungen und polydisperse Mischungen geladener harter Kugeln entwickelt und implementiert. Erste Ergebnisse für Modellsysteme haben gezeigt, daß diese Verfahren sehr viel Information über das kritische Verhalten und über Fraktionierungseffekte in polydispersen Systemen liefern können.
Paper: 10
Projekt: FWF P14371-TPH, Bundesministerium


Flüssigkeiten in Kontakt mit porösen Medien

M.-J. Fernaud 35, G. Kahl, S. Jorge 35
In den letzten Jahren wurden Formalismen entwickelt, die die Beschreibung der Eigenschaften von Ein- und Zwei-Komponentenflüssigkeiten in Kontakt mit einer porösen Matrix erlauben. In Zusammenarbeit mit der spanischen Partnergruppe wurde das Konzept dahingehend erweitert, daß die Flüssigkeits- und Matrixteilchen bezüglich ihrer Größe polydispers verteilt sein können. Dies bringt eine wesentliche Annäherung des theoretischen Konzeptes an praktische Anwendungen.
Vortrag: C1, C3
Paper: 9
Projekt: Spanisches Ministerium

4.3.4  Ion-Festkörper-Wechselwirkung

Determination of the Carrier-Envelope Phase of Ultrashort Laser Pulses interacting with metal surfaces

C. Lemell, J. Burgdörfer, X.-M. Tong19, P. Dombi37 , A. Apolonski37, F. Krausz37
We investigate the possibility of using laser induced photoelectron emission from surfaces as a tool to determine and control the carrier-envelope phase (CEP) of ultrashort laser pulses. We use time dependent density functional theory (TDDFT) to simulate the metal (jellium) surface. A strong and stable dependence of the photoelectron yield on the CEP is found in the low and medium intensity regime (I £ 1013 W/cm2). For larger intensities the position of the emission maximum shows a complicated dependence on pulse duration, CEP, and pulse intensity. First experiments support key predictions, the explanation of differences between theory and experiment is at the center of our current research.
Vortrag: A 5, 7; B 3, 2, 8, 9
Paper: 11, 26
Projekt: SFB-FWF 016 ``ADLIS''

Interaction of charged particles with solid matter

C. Lemell, K. Tökési, J. Burgdörfer, C.O. Reinhold16, L. Wirtz38
We have performed simulations for several aspects of ion-surface interactions. Different methods including classical trajectory Monte Carlo simulations, quantum-chemistry codes, and time dependent density functional theory have been employed. Applications concern primarily the neutralization sequence of highly charged projectiles above and at solid surfaces. We were able to extend our previousely developed methods for metal targets to insulator surfaces.

We have shown that the controversially discussed effect of Coulomb explosion, i.e., the enhanced ablation of surface atoms due to a local charge up ofthe surface is less important or not active at all for low and moderate charge states. Similarily the ``trampoline'' effect, i.e. the above-surface reflection of highly charged ions due to a strong positive charge up is suppressed. For very high charge states, though, charge transport within the material may be not fast enough to restore charge neutrality at the surface.

Furthermore we have simulated charge transfer, energy loss, and deflection of charged particles transmitted through metal and insulator capillaries. Good agreement with experimental data could be reached for metal targets. For insulating materials certain experimental aspects in particular the angular distribution of transmitted ions could not be explained by the model used so far. Non-linear charge-up effects have been recently invoked to explain several findings. A non-linear transport simulation is therefore under development.
Vortrag: A 1, 2, 3, 6; B 1, 14, 15
Paper: 3, 23, 24, 25
Projekt: EU Facility Projekt ``HITRAP''

Interaction of highly charged ions with insulator surfaces at low velocities: Estimates for Auger rates

J. Burgdörfer, C.O. Reinhold16, F.W. Meyer16
The interaction of highly charged ions (HCIs) with matter at low velocities continues to pose a considerable challange to theory. We have focussed on one particularly difficult problem: reliable estimates for two-electron transition rates for HCIs interactiong with insultor surfaces. Three different processes are considered: intra-atomic Auger, Auger capture, and Auger deexcitation. They represent input for simulations of neutralization of HCIs near surfaces. Simple universal estimates as functions of the distance to the surface, as well as initial and final state populations were calculated which are believed to provide reasonable order of magnitude estimates.
Paper: 4
Projekt: EU Facility Projekt ``HITRAP''

Excited-state evolution probed by convoy electron emission in relativistic heavy ion collisions

M. Seliger, K. Tökési, J. Burgdörfer, C.O. Reinhold16
We perform a theoretical study of convoy electron emission resulting from highly charged ion transport through carbon foils. We consider the random walk of an electron carried into the collision by a hydrogenic ion at relativistic speeds. Using a classical trajectory Monte Carlo method, we determine the phase-space distribution of the active electron at different stages of the time evolution. By analyzing the angular and energy distributions of emitted convoy electrons the role of deeply bound states and Rydberg states as precursors to ionization is investigated. Deeply bound states are primarily excited in elastic collisions of the active electron with screened target nuclei whereas inelastic electron-electron collisions gain importance for highly excited and continuum states as a result of multiple collisions. The shape of the convoy electron velocity distribution is more isotropic for ionization from deeply bound states and becomes elliptic for ionization from Rydberg states. We extend our study to multipl e electron projectiles by applying the independent electron model. The calculated convoy electron spectra are found to be in good agreement with recent measurements.
Paper: 19, 20
Projekt: FWF Projekt: ``Quantenmechanische Transporttheorie''

Non-unitary Quantum Monte Carlo method for transport of atomic states through solids

M. Seliger, J. Burgdörfer, T. Minami16, C.O. Reinhold16
We develop a new quantum trajectory Monte Carlo (QTMC) method describing the time development of the internal state of fast highly charged ions subject to collisions and to spontaneous radiative decay during transport through solids. Our method describes both the buildup of coherences and the decoherence of the open quantum system due to the interaction with its environment. The dynamics of the reduced density matrix is governed by a Lindblad master equation that can be solved in terms of QTMC sampling. For systems involving a high-dimensional Hilbert space the QTMC method is advantageous in terms of computer storage requirements compared to a direct solution of the underlying Lindblad master equation. In practice, however, the standard Lindblad equation is often of limited value because it describes a strictly unitary time evolution of the reduced density matrix. We have developed a generalized non-unitary Lindblad form (and its QTMC implementation) for atomic systems in which only finite subspaces can be re presented within any realistic basis size but the coupling to the complement cannot be neglected.
Paper: 12, 13
Vortrag: A 8; B 10, 11,12
Projekt: FWF Projekt: ``Quantenmechanische Transporttheorie''

Construction of an exact TDDFT exchange-correlation potential for a one-dimensional model system

N. Rohringer, S. Peter, J. Burgdörfer
The quality of current TDDFT calculations is restricted, on the one hand, by the approximation of the time-dependent exchange-correlation potential and, on the other hand, by the lack of knowledge to express two-particle observables like transition amplitudes, ionization etc. as functionals of the electron density. A widely used approximation to calculate two-particle observables is to approximate the full quantum mechanical wavefunction through the Slater-determinant of Kohn-Sham orbitals. We investigate a one-dimensional model system of two electrons interacting through a softened Coulomb potential subject to a time-dependent electric field in different confining potentials (harmonic confining or softened Coulomb-potential). The system is solved numerically which provides a numerically exact time-dependent density out of which the exact time-dependent exchange correlation potential can be constructed. The exact potential serves to determine `exact' Kohn-Sham orbitals. Approximations of two-particle obs ervables within TDDFT can be tested, filtering out the errors of the approximated correlation potentials.

4.3.5  Publikationen aus Kondensierter Materie

  1. E. Benes, M. Gröschl, H. Nowotny, H. Böhm, S. Radel, C. Hauser, J.B. Power, K.C. Lowe, L.G. Briarty, M.R. Davey
    The ultrasonic h-shape separator: Harvesting of the alga Spirulina Platensis under zero-gravity conditions
    in: ''Proc. WCU 2003 '', World Congress on Ultrasonics, Paris/France, 2003,ISBN 2-9521105-0-6, S. 1631 - 1638.

  2. E. Benes, R. Thalhammer, M. Gröschl, H. Nowotny, S. Jary
    Viscosity sensor based on a symmetric dual quartz thickness shear resonator
    in: ''Proc. 2003 IEEE Int. Frequency Control Symp. / 17th Europ. Frequency and Time Forum''
    J.R. Vig (Hrg.) IEEE, Tampa, Florida/USA, 2003,ISBN 0-7803-7689-7, 7 S.

  3. Z. Berényi, K. Tökési, J. Tóth, J. Burgdörfer
    Electron energy loss spectra of Ge
    Journ. of Electr. Spectr. and Rel. Phenom. 129, 299-302, 2003

  4. J. Burgdörfer, C.O. Reinhold, F.W. Meyer
    Interaction of highly charged ions with insulator surfaces at low velocities: Estimates for Auger rates
    Nucl. Instr. and Meth. B 205, 690-699, 2003

  5. D. Costa, G. Pellicane, C. Caccamo, E. Schöll-Paschinger, G. Kahl
    Theoretical description of phase coexistence in model C60
    Phys. Rev. E 68 021104-1-021104-11, 2003

  6. M.-J. Fernaud, E. Lomba, J.J. Weis, D. Levesque
    Computer simulation and replica Ornstein-Zernike integral equation studies of a hard-sphere dipolar fluid absorbed into disordered porous media
    Mol. Phys. 101 1721-1731

  7. M. Gröschl, R. Thalhammer, G. Karlowatz, E. Benes, H. Nowotny
    Viscosity monitoring with a quartz crystal thickness shear resonator in: ''Proc. 1st Congress of Alps Adria Acoustics Association / 3rd Congress of Slovenian Acoustical Society'', M. Cudina (Hrg)
    Alps Adria Acoustics Association / Slovenian Acoustical Society
    Portoroz/Slowenien, 2003, ISBN 961-6238-73-6, S. 663 - 672.

  8. K. Hense, E. Gratz, A. Lindbaum, H. Michor, H. Nowotny, F. Güthoff, A. Hoser, P. Knoll
    Lattice dynamics of YCu2
    J. of Alloys and Compounds 349, 28-36, 2003

  9. S. Jorge-González, E. Schöll-Paschinger, G. Kahl, M.-J. Fernaud
    Structure and thermodynamic properties of a polydisperse fluid in contact with a polydisperse matrix
    Mol. Phys. 101, 1733-1740, 2003

  10. Yu. V. Kalyuzhnyi, G. Kahl
    Phase coexistence in polydisperse liquid mixtures: Beyond the van der Waals approximation
    J. Chem. Phys. 119, 7335-7343, 2003

  11. C. Lemell, X.-M. Tong, F. Krausz, J. Burgdörfer
    Electron emission from metal surfaces by ultrashort pulses: determination of carrier-envelope phase
    Phys. Rev. Lett. 90, 076403-1-076403-4, 2003

  12. T. Minami, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Quantum trajectory Monte Carlo Method for internal state evolution of fast ions traversing amorphous solids
    Phys. Rev. A 67, 022902-1-022902-22, 2003

  13. T. Minami, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Quantum trajectory Monte Carlo method describing the coherent dynamics of highly charged ions
    Nucl. Instr. and Meth. B 205, 818-825, 2003

  14. R. Roth, R. Evans, A. Lang, G. Kahl
    Fundamental measure theory for hard-sphere mixtures revisited: the White Bear version
    J. Phys: Cond. Matt. 14, 12063-12078, 2002

  15. M. Schmidt, E. Schöll-Paschinger , J. Köfinger, G. Kahl
    Model colloid polymer mixtures in porous matrices: density functional versus integral equations
    J. Phys: Cond. Matt. 14, 12099-12117, 2002

  16. J. Schöll, E. Schöll-Paschinger
    Classification by restricted random walks
    Patt. Recogn. 36, 1279-1290, 2003

  17. E. Schöll-Paschinger , G. Kahl
    Accurate determination of the phase diagram of model fullerenes
    Europhys. Lett. 63, 538-544, 2003

  18. E. Schöll-Paschinger , G. Kahl
    Self-consistent Ornstein-Zernike approximation for a binary symmetric fluid mixture
    J. Chem. Phys. 118, 7414-7424, 2003

  19. M. Seliger, K. Tökési, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Highly transverse convoy electron distributions emitted by highly charged ions
    Nucl. Instr. and Meth. B 205, 830-834, 2003

  20. Y. Takabayashi, T. Ito, T. Azuma, K. Komaki, Y. Yamazaki, H. Tawara, E. Takada, T. Murakami, M. Seliger, K. Tökési, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Excited-state evolution probed by convoy electron emission in relativistic heavy ion collisions
    Phys. Rev. A 68, 042703-1-042703-12, 2003

  21. C. Tutschka
    Interacting squares in arbitrary external field
    J. Math. Phys. 44, 5224-5242, 2003

  22. C. Tutschka, J.A. Cuesta
    Overcomplete free energy functional for D=1 particle systems with next neighbor interactions
    J. Stat. Phys. 111, 1125-1148, 2003

  23. K. Tökési, L. Wirtz, C. Lemell, J. Burgdörfer
    Angular distribution of highly charged ions transmitted through metallic microcapillaries
    Journ. of Electr. Spectr. and Rel. Phenom. 129, 2-3, 195-200, 2003

  24. L. Wirtz, J. Burgdörfer, M. Dallos, T. Müller
    Potential energy surfaces for charge exchange between singly charged ions and a LiF surface
    Phys. Rev. A 68, 032902-1-032902-13, 2003

  25. L. Wirtz, C.O. Reinhold, C. Lemell, J. Burgdörfer
    Liouville master equation for multielectron dynamics: Neutralization of highly charged ions near a LiF surface
    Phys. Rev. A 67, 012903-1-012903-19, 2003

  26. V. Yakovlev, P. Dombi, G. Tempea, A. Apolonski, C. Lemell, J. Burgdörfer, T. Udem
    Phase-stabillized 4-fs pulses at the full oscillator repetition rate for a photoemission experiment
    J. Appl. Phys. B 76, 329-332, 2003

  27. P. Zeiner, T. Janssen
    Superspace groups for incommensurate composite structures
    in: ''Symmetry and structural properties of condensed matter'', T. Lulek, B. Lulek, A. Wal (Hrg.)
    World Scientific Publishing Co., Singapore, 2003, ISBN 981-238-272-0, S. 378 - 392.

  28. P. Zeiner, T. Janssen
    Superspace groups for incommensurate composite systems
    in: ''Proceedings of the 24th International Colloquium on Group Theoretical Methods in Physics'', J.-P. Gazeau et al. (Hrg.)
    Institute of Physics Publishing, 2003, ISBN: 0-7503-0933-4, S. 223 - 226.

4.3.6  Vorträge aus Kondensierter Materie

A. Eingeladene Vorträge

  1. J. Burgdörfer
    Interaction of highly charged ions with matter
    HITRAP Workshop 2002
    Darmstadt, 2002-12-11

  2. J. Burgdörfer
    Multi-electron dynamics for neutralization of highly charged ions
    16th International Conference on Ion-Surface Interaction
    Zvenigorod, 2003-08-24

  3. J. Burgdörfer
    Liouville master equation for multi-electron dynamics: neutralization of highly charged ions near a LiF surface
    MPG-Conference on Coincidence Studies of Surfaces, Thin Films and Nanostructures
    Ringberg, 2003-09-07

  4. D. Gottwald, G. Kahl, C.N. Likos
    Predicting equilibrium structures in freezing processes with a genetic algorithm
    CMS - Advisory Board Meeting
    Wien, 2003-10-17

  5. C. Lemell, X.-M. Tong, A. Apolonski, P. Dombi, F. Krausz, J. Burgdörfer
    Determination of the carrier-envelope phase of ultrashort pulses using metal surfaces
    Laser Physics 2003
    Hamburg, 2003-08-24

  6. C. Lemell
    Transmission of highly charged Ions through nanocapillaries
    Austrian-Hungarian Workshop on Charged-Particle Transport through Nanosturctures and Solids
    Debrecen, 2003-11-14

  7. C. Lemell
    Determination of the carrier-envelope phase of ultrashort laser pulses using metal surfaces
    XVIII International Seminar on Ion-Atom Collisions
    Stockholm, 2003-07-31

  8. M. Seliger
    Non-unitary Monte Carlo description of open quantum systems
    Austrian-Hungarian Workshop on Charged-Particle Transport through Nanostructures and Solids
    Debrecen, 2003-11-14

  9. P. Zeiner
    Coincidence site lattices of cubic lattices
    Workshop: The Mathematics and Physics of Long-Range Aperiodic Order
    Greifswald, 2003-08-11

B. Sonstige Tagungsbeiträge

  1. Z. Berényi, K. Tökési, J. Tóth, L. Kövér, D. Varga
    Electron energy loss spectra of Al, Si and Ge
    8th European Vacuum Congress, Berlin, 2003-06-24

  2. P. Dombi, A. Apolonski, G. Paulus, M. Kakehata, R. Holzwarth, T. Udem, C. Lemell, J. Burgdörfer, T. Hänsch, F. Krausz
    Solid-state light phase detector
    CLEO/QUELS, Baltimore, Maryland, 2003-06-03

  3. P. Dombi, A. Apolonski, G. Paulus, M. Kakehata, K. Torizuki, R. Holzwarth, T. Udem, C. Lemell, J. Burgdörfer, T. Hänsch, F. Krausz
    Solid-state carrier-envelope phase detector
    Third International Conference on Ultrafast Optics
    Vienna, 2003-06-30

  4. E. Gratz, H. Nowotny, J. Enser, E. Bauer, K. Hense
    Magnetoresistance in RCo_2 spin-fluctuation systems
    ICM 2003, Rom, 2003-07-28

  5. K. Hense, U. Witte, M. Rotter, R. Schedler, E. Gratz, H. Nowotny, M. Loewenhaupt
    Comparison of the CF-induced phonon shifts in CeCu_2 and NdCu_2
    ICM 2003, Rom, 2003-07-30

  6. K. Hense, E. Gratz, H. Nowotny, M. Loewenhaupt, A. Hoser
    Crystal electric field-phonon interaction in NdCu_2
    ICM 2003, Rom, 2003-07-29

  7. P. Kasperkovitz, C. Tutschka
    Ergodic properties of a 2D Hamiltonian system with step potential
    XIV International Congress on Mathematical Physics
    Lisbon, 2003-07-31

  8. C. Lemell, X.-M. Tong, F. Krausz, J. Burgdörfer
    Using metal surfaces to determine the carrier-envelope phase of ultrashort pulses
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23P

  9. C. Lemell
    Metal surfaces under the influence of strong external fields
    University of San Sebastian
    San Sebastian, 2003-01-07

  10. T. Minami, M. Seliger, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Monte Carlo wavefunction method for ion-solid collisions
    XXIII International Conference on Photonic, Electron and Atomic Collisions, Stockholm, 2003-07-23

  11. M. Seliger, T. Minami, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Non-unitary Monte Carlo description of open quantum systems
    Meeting of the Division of Atomic, Molecular and Optical Physics, American Physical Society, Boulder, Colorado, 2003-05-21

  12. M. Seliger, T. Minami, C.O. Reinhold, J. Burgdörfer
    Decoherence in HCI
    2nd Annual Joint Collaboration Meeting, La Londe-les-Maures
    Var, 2003-05-21

  13. C. Tutschka
    Partitions in the theory of density functionals
    XIV International Congress on Mathematical Physics
    Lisbon, 2003-07-30

  14. L. Wirtz, C.O. Reinhold, C. Lemell, J. Burgdörfer
    Multi-electron simulation of ion-surface collisions
    XXIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    Stockholm, 2003-07-23

  15. L. Wirtz, C.O. Reinhold, C. Lemell, J. Burgdörfer
    Liouville-master equation for multielectron dynamics
    Meeting of the Division of Atomic, Molecular and Optical Physics, American Physical Society, Boulder, Colorado, 2003-05-21

  16. P. Zeiner
    Coincidence site lattices of cubic lattices
    XIV Intern. Congress on Mathem. Physics
    Lissabon, 2003-07-28

C. Vorträge an Universitäten und Forschungsinstitutionen

  1. G. Kahl
    Fluids in contact with porous media
    Department of Chemistry, Cambridge University
    Cambridge, 2003-05-21

  2. G. Kahl
    Flüssigkeitstheorien für den kritischen Bereich klassischer Systeme
    Universität Rostock
    Rostock, 2002-11-14S

  3. G. Kahl
    Phase behaviour of fluids confined in disordered porous media
    Stranski Laboratorium for Physikalische und Theoretische Chemie, TU Berlin
    Berlin, 2003-06-03

  4. C. Tutschka
    Statistical properties of one-dimensional falling bodies
    Courant Institute of Mathematical Science
    New York, 2003-09-19

.

Chapter 5
Forschungsaufenthalte

Chapter 6
Gastvorträge am Institut

Chapter 7
Lehrveranstaltungen 2002/2003

7.1  Pflichtlehrveranstaltungen

7.2  Wählbare Privatissima

7.3  Gebundene Wahllehrveranstaltungen

7.4  Freie Wahlfächer

Chapter 8
Absolventen

8.1  Rigorosen

8.2  Diplomprüfungen

Chapter 9
Verwaltungstätigkeit

9.1  Mitarbeit in wissenschaftlichen Organisationen

                                                                       
BALASIN Gutachter (Classical and Quantum Gravity, Physical Review D)
BURGDÖRFER Vice-chair of Commission 15 on Atomic,
Molecular and Optical Physics der International Union
of Pure and Applied Physics (IUPAP), 1999-2005;
Associate Member of Commission on Nuclear Physics of IUPAP, 2000-2003;
Member of the Executive Committee of the
International Conference on the Physics of Electronic
and Atomic Collisions (ICPEAC) (1995-2003)
Member of the International Advisory Board of the
International Conference on Highly Charged Ions (HCI);
Mitglied des Kuratoriums des Instituts für Quantenoptik und
Quanteninformation;
Member of Advisory Board, RYDPHYS 04, Dresden;
Member of International Advisory Board FIAC 2004, Debrecen, Hungary;
Member, International Scientific Committee X 05,
International Conference on X-Ray and Inner-Shell
Physics, Melbourne, Australia (2005);
Member, International Advisory Committee of
Moscow-Chernogolovka Workshop on Non-Adiabatic Transitions, 2003
Gutachter für National Science Foundation (USA),
Department of Energy (USA),
Gutachter für Humboldt-Forschungspreis (Deutschland);
Gutachter für APS Fellowship Committee;
Gutachter der Max Planck Gesellschaft
- Chem. Phys. Sektion (Deutschland);
Reviewer für Physical Review A, Physical Review B,
Physical Review E, Physical Review Letters,
Journal of Physics, Physics Letters A, Physica Scripta,
Nuclear Instruments & Methods, European Physical Journal D,
Surface Science, Europhysics Letters
Co-Chair, Workshop on Electronic Structure Computation,
Mathmod IV, Vienna 2003
Mitglied des Organisationskomitees Wiener Physikalisches Kolloquium
Mitglied des Kuratoriums des Erich-Schmid-Instituts für Materialwissenschaft

                                                                       
DIRL Reviewer (Mathematical Reviews, Cambridge University Press)
Gutachter (Acta Crystallographica, Computer Physics Communications,
Ferroelectrics, Journal of Mathematical Chemistry,
Journal of Mathematical Physics, Journal de Physique,
Journal of Physics A, Journal of Physics C, Molecular Physics,
Physical Review B, Physical Review Letters,
Reports on Mathematical Physics)
Member of International Advisory Committee of International School on
Symmetries and Structural Properties of Condensed Matter, Rzeszow (PL)
KAHL Gutachter (Physical Review B und E, Physical Review Letters,
Journal of Chemical Physics, Molecular Physics, Physica B,
Journal of Non-Crystalline Solids, Journal of Physics,
Europhysics Letters, Chemical Monthly, Physical Chemistry Chemical Physics)
Delegierter der TNI im FWF (Stellvertreter)
Vorstandsmitglieder der Chemisch Physikalischen Gesellschaft
KREUZER Gutachter für DFG
KUMMER Gutachter für Physical Review D, Physical Review Letters,
Nuclear Physics B, Journal of Computational Physics,
European Physics Journal C,
Canadian Foundation of Innovation,
Kuratorium des Instituts für Hochenergiephysik der ÖAW (Obmann),
Int. Erwin Schrödinger Institut, Vorstandsmitglied,
Workshop on 2d-gravity, Int. Erwin Schrödinger Institute,
(15.09.- 12.10.2003 Organizer)
Osterreichisches Nationalkomitee der IUPAP (Vorsitzender)
REBHAN Gutachter für Physical Review Letters, Physical Review C und D,
Nuclear Physics A und B, Physics Letters B, Annals of Physics (N.Y.),
Journal of Physics A, New Journal of Physics, Journal of High Energy Physics
Advisory Committee of Strong and Electroweak Matter Conference Series,
College of Reviewers for Canada Research Chairs Program,
Gutachter ÖAD
SCHWEDA Begutachter des FWF und des Jubiläumsfonds der ÖNB
SVOZIL Associate Editor, Journal of Universal Computer Sciences (Springer)
Associate Editor, Chaos, Solitons and Fractals
External faculty member, Center for Discrete Mathematics,
University of Auckland, NZ

9.2  Mitarbeit in der Universitätsverwaltung

                                                                       
BURGDÖRFER Fakultät (Stv.), Fachkommission (Stv.),
Studienkommission,
Berufungskomission ``Technische Physik'',
Berufungskomission ``Atom- und Kernphysik''
Habilitationskomission (Posthumus-Wolfram)
KAHL Fachkommission Physik
Studienkommission Lehramt Physik
Institutskonferenz
Koordinator ``Physik geht in die Schule''
Berufungskomission ''Technische Physik''
O. und Ao. Dotation (Söllner - Gruppe) ab 1.10.2003
KASPERKOVITZ O. und Ao. Dotation (Söllner - Gruppe) bis 30.09.2003
KREUZER Studienkommission Physik
KUMMER Fakultät, Fachgruppe
UPV der TU Wien (Vorstandsmitglied)
Studienkommission Physik
Habilitationskommissionen: M. Zawisky, H. Skarke, W. Simon (Univ. Wien)
Studienberatung BEST
LEMELL Institutskonferenz
REBHAN Institutskonferenz
Studienkommission Physik (Ersatzmitglied)
SCHWEDA Fakultät (Ersatzmitglied)
Fachgruppe
Vorstandsmitglied des UPV

9.3  Verwaltungstätigkeit am Institut

                                                                       
BALASIN Computer Hard- und Software-Betreuung (Linux)
Netwerkdatenbank, Rechneranmeldung
Lehrbeauftragungskontrolle
Lehrveranstaltungsankündigungen
SIDES-Administrator
Arbeitsbericht des Institutsvorstandes, Teile: 1, 2, 3, 4
ÖSTAT-Erhebung Forschung und experimentelle Entwicklung
BICHL Computer Hard- und Softwarebetreuung
BURGDÖRFER Stv. Institutsvorstand
DIRL Institutsbericht 2001/2002
GOTTWALD Hard- und Software-Betreuung der Workstations
KAHL Institutskoordination des Maturantentages, Informationstag, ZID
Studienplankontrolle Technische Physik und Physik Lehramt
für das Vorlesungsverzeichnis
Institutskonferenz
Koordinator der Prüfungstermine - Physik, Mathematik, Mechanik
KREUZER Computer Hard- und Software-Betreuung
FODOK
SLAC Datenbank, ZID
KUMMER Institutsvorstand
LEMELL Institutskoordination des Maturantentages, Informationstag
Systemadministration der LINUX- und AIX-Server der Arbeitsgruppe
Nicht-Lineare Dynamik und Physik komplexer Systeme, ZID
NIGSCH Hard- und Software-Betreuung der Workstations
NOWOTNY Brandschutzbeauftragter, Sicherheitsbeauftragter bis 30.9.2003
PERSSON Brandschutzbeauftragter, Sicherheitsbeauftragter ab 1.10.2003
REBHAN Systemadministration des Instituts-Email/Webserver-Rechners und
der Druckerserver, Institutsdatenbankverwaltung,
Installation und Betreuung der LINUX-Server der Arbeitsgruppe
Fundamentale Wechselwirkungen
Institutsbeauftragter für TU Publikationsdatenbank
SCHWEDA Stv. Institutsvorstand
STOCKINGER Hard- und Software-Betreuung der Workstations
SVOZIL Webauftritt
ZEINER Hard- und Software-Betreuung der Workstations

..

Chapter 10
Personalia

16 PaperNum = 0 16 TalkANum = 0 16 TalkBNum = 0 16 TalkCNum = 0. . . . Sum = 0 16 PflichtLV = 0 16 WahlLV = 0 16 SonstLV = 0. . . . Sum = 0

Footnotes:

1MPI Leipzig

2TUW

3Univ. Wien

4Univ. Bern

5Univ. Leipzig

6Oxford University

7Spinoza Instituut, Universiteit Utrecht

8Tokyo University

9State University of New York at Stony Brook

10seit 1.10.03: Universität Hannover

11CE Saclay, Gif-sur-Yvette

12University of Western Ontario

13CE Saclay, Gif-sur-Yvette und Ecole Polytechnique, Palaiseau; ab 1.11.03 TUW

14Universität Helsinki

15So tan Institute for Nuclear Studies, Warsaw, and \'Swi etokrzyska Academy, Kielce

16Oak Ridge National Lab., Oak Ridge, TN (USA)

17Rice University, Houston, TX (USA)

18Institute for Theoretical Physics, Dresden University of Technology, Dresden, Germany

19Dept. of Physics, Kansas State University, Manhattan, KS (USA)

20ATOMKI, Hungarian Academy of Sciences, Debrecen, (Hungary)

21HMI-Berlin, Berlin (Germany)

22Fachbereich Physik, Philipps Univ.Marburg, Germany

23Department of Solid State Physics, Eötvös University Budapest, Ungarn

24ETH-Zentrum, Zürich, Schweiz

25The University of Queensland, Brisbane, Australia

26Academy of Science of Russia, Moscow, Russia

27V.A. Steklov Mathematical Institute, Moscow, Russia

28Institut fuer Statistk und Wahrscheinlichkeitstheorie, TU Wien

29Institut für Statistik und Wahrscheinlichkeitsthoerie, TU Wien

30Institut für Theoretische Physik, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, Germany

31MPI für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland

32Institut für Experimentalphysik, Universität Wien

33Institute for Condensed Matter Physics, Academy of Sciences, Lviv, Ukraine

34Department of Physics, University of Bath

35Instituto de Química Física ''Rocasolano'', CSIC, Madrid, Spanien

36Laboratoire de Physique Théorique, Université de Paris-Sud, Orsay, Frankreich

37Inst. f. Photonics, Vienna Univ. of Technology

38Donostia International Physics Center, San Sebastian, Spanien

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On 10 Dec 2004, 14:02.