Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations

In this thesis three possibilities of external influences in wave mechanical systems are analyzed. In all three cases I used microwave devices to study quantum mechanical systems. The first analyzed property is the decay rate from states in so-called regular islands in a billiard system to the chaot...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
1. Verfasser: Gehler, Stefan
Beteiligte: Kuhl, Ulrich (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Physik
Ausgabe:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0485
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
last_indexed 2013-11-06T23:59:59Z
ref_str_mv references
url http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2013/0485/pdf/dsg.pdf
title Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
spellingShingle Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
Quantenchaos
Physik
Physik
Quantum chaos
In dieser Arbeit werden drei Möglichkeiten äußerer Einflüsse auf wellenmechanische Systeme analysiert. In allen drei Fällen nutze ich Mikrowellensysteme, um quantenmechanische Systeme zu simulieren. Zuerst werden Zerfallsraten von Wellenfunktionen, die in sogenannten regulären Inseln von Billard-Systemen konzentriert sind, untersucht. Danach wird der Einfluss von offenen Zerfallskanälen auf den Transport durch chaotische Wellensysteme charakterisiert. Das letzte Thema ist ein zeitlich veränderliches Mikrowellen-System. Im ersten Kapitel wird der Übergang einer Wellenfunktion eines klassisch isolierten Bereichs des korrespondierenden Phasenraums zu einem anderen analysiert. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Einfluss von zusätzlichen Zuständen des ursprünglichen Phasenraumbereichs. Es wird gezeigt, dass diese Zustände zu einer Steigerung der Zerfallsrate führen können. Die Zerfallsraten werden indirekt über Absorption gemessen, was zu einem Anstieg der entsprechenden Resonanzbreiten führt. Zusätzlich zu dem sonst üblichen modenabhängigem Tunnelverhalten, welches typischerweise in numerischen Berechnungen genutzt wird, ist eine parametrische Änderung des Systems durchgeführt worden. Dadurch wurde der Nachweis des Effekts zusätzlich untermauert. Die experimentelle und numerische Bestimmung von Kanal-Korrelationen sind Gegenstand des zweiten Kapitels. Nach der Definition der Korrelationsfunktion wird das experimentelle Modellsystem vorgestellt. Die Ergebnisse des Experiments und der sie beschreibenden Numerik zeigen, dass die Korrelationsfunktionen bei der Beschreibung der allgemeinen Leitwertfluktuationen nicht vernachlässigbar sind. Das letzte Kapitel beschäftigt sich mit der Realisierung eines periodisch angetriebenen Mikrowellen-Systems. Der prinzipielle Aufbau ist ein Schwingkreis mit einer zeitlich veränderbaren Kapazität. Analysiert werden die Eigenschaften des Systems, wie die Seitenbandstrukturen für verschiedene Treibungssignale, sowohl experimentell, als auch theoretisch und numerisch. Dies ist der erste Schritt zur Konstruktion eines Systems, in welchem ein großer Teil der Resonanzen durch einen äußeren Parameter verändert werden kann. Die vollständige Beschreibung einer einzelnen getriebenen Resonanz wird vorgestellt und die nächsten Schritte zur Realisierung von zeitabhängig getriebenen wellemechanischen Systemen werden gezeigt.
Gehler, Stefan
title_short Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
title_full Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
title_fullStr Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
title_full_unstemmed Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
title_sort Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations
language English
description In this thesis three possibilities of external influences in wave mechanical systems are analyzed. In all three cases I used microwave devices to study quantum mechanical systems. The first analyzed property is the decay rate from states in so-called regular islands in a billiard system to the chaotic sea. Afterwards I characterize the influence of open decay channels in transport through chaotic wave systems. The last topic is the introduction of a time-dependently changed microwave device. In the first chapter the decay of a wave function from one classically isolated phase space region to another is analyzed. The main interest lies on the influence of additional states corresponding to the same original phase space region. I will show that these states can lead to an enhancement of the decay rate. The decay rates are measured via an indirect absorption process, leading to an increase of the corresponding resonance widths. Alternatively to mode depending width properties, which were typically analyzed in numerical calculations, a parameter depending variation of the system is introduced to verify the demanded effect. The experimental and numerical determination of channel correlations are the subject of the second chapter. After defining the correlation function, an experimental demonstration is presented. The results of the experiment and the describing numerics show that the correlation functions are important for the characterization of universal conductance fluctuations. The last chapter deals with the realization of a periodically driven microwave system. The principal setup is a resonant circuit with a time-dependent capacity. The properties of the setup, e.g. sideband structures for different driving signals, are analyzed experimentally, theoretically and numerically. This is the first step to create a system where a huge subset of resonances is changed. The fulfilled description of the single resonance system is presented and the next steps to realizations of time-dependent driven wave mechanical systems are sketched.
topic Quantenchaos
Physik
Physik
Quantum chaos
building Fachbereich Physik
license_str http://archiv.ub.uni-marburg.de/adm/urhg.html
oai_set_str_mv open_access
doc-type:doctoralThesis
ddc:530
xMetaDissPlus
first_indexed 2013-11-06T00:00:00Z
doi_str_mv http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0485
edition http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0485
format Dissertation
publishDate 2013
era_facet 2013
dewey-raw 530
dewey-search 530
genre Physics
genre_facet Physics
topic_facet Physik
author2 Kuhl, Ulrich (Prof. Dr.)
author2_role ths
contents In dieser Arbeit werden drei Möglichkeiten äußerer Einflüsse auf wellenmechanische Systeme analysiert. In allen drei Fällen nutze ich Mikrowellensysteme, um quantenmechanische Systeme zu simulieren. Zuerst werden Zerfallsraten von Wellenfunktionen, die in sogenannten regulären Inseln von Billard-Systemen konzentriert sind, untersucht. Danach wird der Einfluss von offenen Zerfallskanälen auf den Transport durch chaotische Wellensysteme charakterisiert. Das letzte Thema ist ein zeitlich veränderliches Mikrowellen-System. Im ersten Kapitel wird der Übergang einer Wellenfunktion eines klassisch isolierten Bereichs des korrespondierenden Phasenraums zu einem anderen analysiert. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Einfluss von zusätzlichen Zuständen des ursprünglichen Phasenraumbereichs. Es wird gezeigt, dass diese Zustände zu einer Steigerung der Zerfallsrate führen können. Die Zerfallsraten werden indirekt über Absorption gemessen, was zu einem Anstieg der entsprechenden Resonanzbreiten führt. Zusätzlich zu dem sonst üblichen modenabhängigem Tunnelverhalten, welches typischerweise in numerischen Berechnungen genutzt wird, ist eine parametrische Änderung des Systems durchgeführt worden. Dadurch wurde der Nachweis des Effekts zusätzlich untermauert. Die experimentelle und numerische Bestimmung von Kanal-Korrelationen sind Gegenstand des zweiten Kapitels. Nach der Definition der Korrelationsfunktion wird das experimentelle Modellsystem vorgestellt. Die Ergebnisse des Experiments und der sie beschreibenden Numerik zeigen, dass die Korrelationsfunktionen bei der Beschreibung der allgemeinen Leitwertfluktuationen nicht vernachlässigbar sind. Das letzte Kapitel beschäftigt sich mit der Realisierung eines periodisch angetriebenen Mikrowellen-Systems. Der prinzipielle Aufbau ist ein Schwingkreis mit einer zeitlich veränderbaren Kapazität. Analysiert werden die Eigenschaften des Systems, wie die Seitenbandstrukturen für verschiedene Treibungssignale, sowohl experimentell, als auch theoretisch und numerisch. Dies ist der erste Schritt zur Konstruktion eines Systems, in welchem ein großer Teil der Resonanzen durch einen äußeren Parameter verändert werden kann. Die vollständige Beschreibung einer einzelnen getriebenen Resonanz wird vorgestellt und die nächsten Schritte zur Realisierung von zeitabhängig getriebenen wellemechanischen Systemen werden gezeigt.
institution Physik
title_alt Offene Mikrowellensysteme: Tunneln, Korrelationen und zeitabhängige Veränderungen
author Gehler, Stefan
publisher Philipps-Universität Marburg
thumbnail http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2013/0485/cover.png
spelling diss/z2013/0485 2013-11-06 T. Kottos and U. Smilansky. Quantum chaos on graphs. Phys. Rev. Lett., 79:4794, 1997. 1997 Quantum chaos on graphs U. Kuhl, R. Höhmann, J. Main, and H.-J. Stöckmann. Resonance widths in open microwave cavities studied by harmonic inversion. Phys. Rev. Lett., 100:254101, 2008. 2008 Resonance widths in open microwave cavities studied by harmonic inversion G. L. Celardo, F. M. Izrailev, S. Sorathia, V.G. Zelevinsky, and G. P. Berman. Continuum shell model: From Ericson to conductance fluctuations. In P. Dnielewicz, P. Peicuch, and V. Zelevinsky, editors, Semi-Classical Approxi- mation in Quantum Mechanics. In: Mathematical Physics and Applied Mathematics 7, Contemporary Mathematics 5. Dordrecht etc., volume 995 of AIP Conference Proceedings, page 75. Springer, East Lansing, Michigan, 2008. 2008 Continuum shell model: From Ericson to conductance fluctuations A. Bäcker, R. Ketzmerick, S. Löck, M. Robnik, G. Vidmar, R. Höhmann, U. Kuhl, and H.-J. Stöckmann. Dynamical tunneling in mushroom billiards. Phys. Rev. Lett., 100:174103, 2008. 2008 Dynamical tunneling in mushroom billiards T. Tudorovskiy, R. Höhmann, U. Kuhl, and H.-J. Stöckmann. On the theory of cavities with point-like perturbations. Part I: General theory. J. Phys. A, 41:275101, 2008. 2008 On the theory of cavities with point-like perturbations. Part I: General theory Steffen Löck, Arnd Bäcker, Roland Ketzmerick, and Peter Schlagheck. Regular-to-chaotic tunneling rates: From the quantum to the semiclassical regime. Phys. Rev. Lett., 104:114101, 2010. 2010 Regular-to-chaotic tunneling rates: From the quantum to the semiclassical regime T. Tudorovskiy, U. Kuhl, and H.-J. Stöckmann. Singular statistics revised. New J. of Physics, 12:123021, 2010. 2010 Singular statistics revised Stöckmann. Probing decoherence through Fano resonances. Phys. Rev. Lett., 105:056801, 2010. 2010 Probing decoherence through Fano resonances B. Köber, U. Kuhl, H.-J. Stöckmann, T. Gorin, D. V. Savin, and T. H. Selig- man. Microwave fidelity studies by varying antenna coupling. Phys. Rev. E, 82:036207, 2010. 2010 Microwave fidelity studies by varying antenna coupling Arnd Bäcker, Roland Ketzmerick, and Steffen Löck. Direct regular-to-chaotic tunneling rates using the fictitious-integrable-system approach. Physical Re- view E, 82(5):056208, 2010. 2010 Direct regular-to-chaotic tunneling rates using the fictitious-integrable-system approach O. Hul, M. Ławniczak, S. Bauch, A. Sawicki, M. Ku´Ku´s, and L. Sirko. Are scatter- ing properties of graphs uniquely connected to their shapes? Phys. Rev. Lett., 109:040402, 2012. 2012 Are scattering properties of graphs uniquely connected to their shapes? A. Potzuweit, T. Weich, S. Barkhofen, U. Kuhl, H.-J. Stöckmann, and M. Zworski. Weyl asymptotics: From closed to open systems. Phys. Rev. E, 86:066205, 2012. 2012 Weyl asymptotics: From closed to open systems S. Gehler, T. Tudorovskiy, C. Schindler, U. Kuhl, and H.-J. Stöckmann. Mi- crowave realisation of a periodically driven system, 2013. arXiv:1302.1289, accepted at New J. of Physics. 2013 Microwave realisation of a periodically driven system Martin J Körber, Matthias Michler, Arnd Bäcker, and Roland Ketzmerick. Hi- erarchical fractal weyl laws for chaotic resonance states in open mixed sys- tems. arXiv preprint arXiv:1304.2662, 2013. 2013 Hierarchical fractal weyl laws for chaotic resonance states in open mixed systems Hojeong Kwak, Younghoon Shin, Songky Moon, and Kyungwon An. Obser- vation of resonance-assisted dynamical tunneling in an asymmetric microcav- ity, 2013. arXiv:1305.6019. 2013 Observation of resonance-assisted dynamical tunneling in an asymmetric microcavity M. L. Mehta. Random Matrices. 2nd edition. Academic Press, San Diego, 1991. XXIX Bibliography 1991 Random Matrices E. Persson, I. Rotter, H.-J. Stöckmann, and M. Barth. Observation of resonance trapping in an open microwave cavity. Phys. Rev. Lett., 85:2478, 2000. 2000 Observation of resonance trapping in an open microwave cavity T. Gorin and T. H. Seligman. Signatures of the correlation hole in total and partial cross sections. Phys. Rev. E, 65:026214, 2002. 2002 Signatures of the correlation hole in total and partial cross sections J. Barthélemy, O. Legrand, and F. Mortessagne. Complete S-matrix in a mi- crowave cavity at room temperature. Phys. Rev. E, 71:016205, 2005. 2005 Complete S-matrix in a microwave cavity at room temperature U. Kuhl, H.-J. Stöckmann, and R. Weaver. Classical wave experiments on chaotic scattering. J. Phys. A, 38:10433, 2005. 2005 Classical wave experiments on chaotic scattering G. L. Celardo, F. M. Izrailev, V. G. Zelevinsky, and G. P. Berman. Open sys- tem of interacting fermions: Statistical properties of cross sections and fluctu- ations. Phys. Rev. E, 76:031119, 2007. 2007 Open system of interacting fermions: Statistical properties of cross sections and fluctuations Olivier Brodier, Peter Schlagheck, and Denis Ullmo. Resonance-assisted tun- neling in near-integrable systems. Phys. Rev. Lett., 87:064101, 2001. 2001 Resonance-assisted tunneling in near-integrable systems A. Bäcker and R. Schubert. Amplitude distribution of eigenfunctions in mixed systems. J. Phys. A, 35:527, 2002. 2002 Amplitude distribution of eigenfunctions in mixed systems A. Bäcker and R. Schubert. Autocorrelation function of eigenstates in chaotic and mixed systems. J. Phys. A, 35:539, 2002. 2002 Autocorrelation function of eigenstates in chaotic and mixed systems O. Brodier, P. Schlagheck, and D. Ullmo. Resonance-assisted tunneling. Ann. Phys., 300:88, 2002. 2002 Resonance-assisted tunneling T. Kottos and U. Smilansky. Quantum graphs: a simple model for chaotic scattering. J. Phys. A, 36:3501, 2003. 2003 Quantum graphs: a simple model for chaotic scattering W. T. Lu, S. Sridhar, and M. Zworski. Fractal Weyl laws for chaotic open systems. Phys. Rev. Lett., 91:154101, 2003. 2003 Fractal Weyl laws for chaotic open systems R. Schäfer, T. Gorin, T. H. Seligman, and H.-J. Stöckmann. Correlation func- tions of scattering matrix elements in microwave cavities with strong absorp- tion. J. Phys. A, 36:3289, 2003. 2003 Correlation functions of scattering matrix elements in microwave cavities with strong absorption O. Hul, S. Bauch, P. Pakoñski, N. Savytskyy, K. ˙ Zyczkowski, and L. Sirko. Experimental simulation of quantum graphs by microwave networks. Phys. Experimental simulation of quantum graphs by microwave networks Christopher Eltschka and Peter Schlagheck. Resonance-and chaos-assisted tunneling in mixed regular-chaotic systems. Phys. Rev. Lett., 94(1):014101, 2005. 2005 Resonance-and chaos-assisted tunneling in mixed regular-chaotic systems R. Schäfer, H.-J. Stöckmann, T. Gorin, and T. H. Seligman. Experimental verifi- cation of fidelity decay: From perturbative to Fermi golden rule regime. Phys. Rev. Lett., 95:184102, 2005. 2005 Experimental verification of fidelity decay: From perturbative to Fermi golden rule regime John David Jackson. Classical electrodynamics. 1998. 1998 Classical electrodynamics W. H. Zurek. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the clas- sical. Rev. Mod. Phys., 75:715, 2003. 2003 Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical F. Haake. Quantum Signatures of Chaos. 2nd edition. Springer, Berlin, 2001. 2001 Quantum Signatures of Chaos T. Ericson. A theory of fluctuations in nuclear cross sections. Ann. Phys. (N.Y.), 23:390, 1963. 1963 A theory of fluctuations in nuclear cross sections T. Ericson and T. Mayer-Kuckuk. Fluctuations in nuclear reactions. Ann. Rev. Nucl. Sci., 16:183, 1966. 1966 Fluctuations in nuclear reactions H. G. Schuster. Deterministic Chaos: An Introduction. Physik Verlag, Weinheim, 1984. 1984 Deterministic Chaos: An Introduction Torleif Ericson. Fluctuations of nuclear cross sections in the "continuum" re- gion. Phys. Rev. Lett., 5:430–431, 1960. 1960 Fluctuations of nuclear cross sections in the "continuum" region H. Alt, H.-D. Gräf, H. L. Harney, R. Hofferbert, H. Lengeler, A. Richter, P. Schardt, and H. A. Weidenmüller. Gaussian orthogonal ensemble statis- tics in a microwave stadium billiard with chaotic dynamics: Porter-Thomas distribution and algebraic decay of time correlations. Phys. Rev. Lett., 74:62, 1995. 1995 Gaussian orthogonal ensemble statistics in a microwave stadium billiard with chaotic dynamics: Porter-Thomas distribution and algebraic decay of time correlations U. Fano. Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts. Phys. Rev., 124:1866, 1961. 1961 Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts I. C. Percival. Regular and irregular spectra. J. Phys. B, 6:229, 1973. 1973 Regular and irregular spectra D. Dubbers and H.-J. Stöckmann. Quantum Physics: The Bottom-Up Approach. Springer, Berlin Heidelberg, 2013. 2013 Quantum Physics: The Bottom-Up Approach U. Fano. Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco. Nuov. Cim., 12:154, 1935. 1935 Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco XXX Bibliography [21] P. M. Koch. Microwave " ionization " of excited hydrogen atoms: How non- classical local stability brought about by scarred matrix states is affected by broadband noise and by varying the pulse envelope. Physica D, 83:178, 1995. 1995 Microwave " ionization " of excited hydrogen atoms: How nonclassical local stability brought about by scarred matrix states is affected by broadband noise and by varying the pulse envelope D Agassi, H.A Weidenmüller, and G Mantzouranis. The statistical theory of nuclear reactions for strongly overlapping resonances as a theory of transport phenomena. Physics Reports, 22(3):145 – 179, 1975. 1975 The statistical theory of nuclear reactions for strongly overlapping resonances as a theory of transport phenomena J. J. M. Verbaarschot, H. A. Weidenmüller, and M. R. Zirnbauer. Grassmann in- tegration in stochastic quantum physics: The case of compound-nucleus scat- tering. Phys. Rep., 129:367, 1985. 1985 Grassmann integration in stochastic quantum physics: The case of compound-nucleus scattering B. Eckhardt. Quantum mechanics of classically non-integrable systems. Phys. Rep., 163:205, 1988. 1988 Quantum mechanics of classically non-integrable systems N. Lehmann, D. Saher, V. V. Sokolov, and H.-J. Sommers. Chaotic scatter- ing: the supersymmetry method for large number of channels. Nucl. Phys. A, 582:223, 1995. 1995 Chaotic scattering: the supersymmetry method for large number of channels D. L. Shepelyansky. Localization of diffusive excitation in multi-level systems. Physica D, 28:103, 1987. 1987 Localization of diffusive excitation in multi-level systems M. V. Berry. Regular and irregular semiclassical wavefunctions. J. Phys. A, 10:2083, 1977. 1977 Regular and irregular semiclassical wavefunctions James D. Hanson, Edward Ott, and Thomas M. Antonsen. Influence of finite wavelength on the quantum kicked rotator in the semiclassical regime. Phys. Rev. A, 29:819–825, 1984. 1984 Influence of finite wavelength on the quantum kicked rotator in the semiclassical regime Paul S. Linsay. Period doubling and chaotic behavior in a driven anharmonic oscillator. Phys. Rev. Lett., 47:1349–1352, 1981. 1981 Period doubling and chaotic behavior in a driven anharmonic oscillator F. L. Moore, J. C. Robinson, C. F. Bharucha, P. E. Williams, and M. G. Raizen. Observation of dynamical localization in atomic momentum transfer: A new testing ground for quantum chaos. Phys. Rev. Lett., 73:2974, 1994. 1994 Observation of dynamical localization in atomic momentum transfer: A new testing ground for quantum chaos J. Stein, H.-J. Stöckmann, and U. Stoffregen. Microwave studies of billiard Green functions and propagators. Phys. Rev. Lett., 75:53, 1995. 1995 Microwave studies of billiard Green functions and propagators U. Kuhl, M. Martínez-Mares, R. A. Méndez-Sánchez, and H.-J. Stöckmann. Direct processes in chaotic microwave cavities in the presence of absorption. Phys. Rev. Lett., 94:144101, 2005. 2005 Direct processes in chaotic microwave cavities in the presence of absorption O. Bohigas, M. J. Giannoni, and C. Schmit. Characterization of chaotic spectra and universality of level fluctuation laws. Phys. Rev. Lett., 52:1, 1984. 1984 Characterization of chaotic spectra and universality of level fluctuation laws M. Kopp and H. Schomerus. Fractal Weyl laws for quantum decay in dynam- ical systems with a mixed phase space. Phys. Rev. E, 81:026208, 2010. 2010 Fractal Weyl laws for quantum decay in dynamical systems with a mixed phase space Steven Tomsovic, Maurice Grinberg, and Denis Ullmo. Semiclassical trace formulas of near-integrable systems: resonances. Phys. Rev. Lett., 75(24):4346– 4349, 1995. 1995 Semiclassical trace formulas of near-integrable systems: resonances H.-J. Stöckmann and P. Šeba. The joint energy distribution function for the Hamiltonian H = H 0 − iWW † for the one-channel case. J. Phys. A, 31:3439, 1998. XXXII Bibliography 1998 The joint energy distribution function for the Hamiltonian H = H 0 − iWW † for the one-channel case I. Rotter. A non-Hermitian Hamilton operator and the physics of open quan- tum systems. J. Phys. A, 42:153001, 2009. XXXIII Bibliography [61] C. H. Lewenkopf and H. A. Weidenmüller. Stochastic versus semiclassical approach to quantum chaotic scattering. Ann. Phys. (N.Y.), 212:53, 1991. 1991 A non-Hermitian Hamilton operator and the physics of open quantum systems Stochastic versus semiclassical approach to quantum chaotic scattering S. Fishman, D. R. Grempel, and R. E. Prange. Chaos, quantum recurrences and Anderson localization. Phys. Rev. Lett., 49:509, 1982. 1982 Chaos, quantum recurrences and Anderson localization G. Binnig, H. Rohrer, Ch. Gerber, and E. Weibel. Surface studies by scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. Lett., 49:57–61, 1982. 1982 Surface studies by scanning tunneling microscopy H.-J. Stöckmann and J. Stein. " Quantum " chaos in billiards studied by mi- crowave absorption. Phys. Rev. Lett., 64:2215, 1990. 1990 Quantum " chaos in billiards studied by microwave absorption G. Casati, B. V. Chirikov, F. M. Izrailev, and J. Ford. Stochastic behavior of a quantum pendulum under a periodic perturbation. In G. Casati and J. Ford, editors, Stochastic Behaviour in Classical and Quantum Hamiltonian Sys- tems, Volta mem. Conf. , Como 1977, Lect. Notes Phys. 93, page 334, Berlin, 1979. Springer. 1977 Stochastic behavior of a quantum pendulum under a periodic perturbation R. Blümel and U. Smilansky. A simple model for chaotic scattering. II. Quan- tum mechanical theory. Physica D, 36:111, 1989. XXXIV Bibliography [75] E. Doron, U. Smilansky, and A. Frenkel. Experimental demonstration of chaotic scattering of microwaves. Phys. Rev. Lett., 65:3072, 1990. 1989 A simple model for chaotic scattering. II. Quantum mechanical theory Experimental demonstration of chaotic scattering of microwaves Stefan Gehler, Bernd Köber, and Ulrich Kuhl. Channel correlation in transport through chaotic wave mechanical system. to be published, 2013. 2013 Channel correlation in transport through chaotic wave mechanical system H. G. Schuster. Deterministisches Chaos. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1994. XXXV Bibliography [87] Thomas Klinker, Werner Meyer-Ilse, and Werner Lauterborn. Period doubling and chaotic behavior in a driven toda oscillator. Physics Letters A, 101:371–375, 1984. 1984 Deterministisches Chaos XXXV Bibliography Period doubling and chaotic behavior in a driven toda oscillator R. A. Méndez-Sánchez, U. Kuhl, M. Barth, C. H. Lewenkopf, and H.-J. Stöck- mann. Distribution of reflection eigenvalues in absorbing chaotic microwave cavities. Phys. Rev. Lett., 91:174102, 2003. 2003 Distribution of reflection eigenvalues in absorbing chaotic microwave cavities Raizen. Dynamical localization of ultracold sodium atoms. Phys. Rev. E, 60:3881, 1999. 1999 Dynamical localization of ultracold sodium atoms Stefan Gehler, Ulrich Kuhl, Hans-Jürgen Stöckmann, Steffen Löck, Arnd Bäcker, and Roland Ketzmerick. Experimental realization of resonance assited tunneling. to be published, 2013. 2013 Experimental realization of resonance assited tunneling U. Kuhl. Microwave scattering on complex systems, 2008. Habilitationsschrift, Philipps-Universität Marburg. 2008 Microwave scattering on complex systems M. Allgaier. Microwave studies on quantum graphs, 2012. Bachelor Thesis, Philipps-Universität Marburg. 2012 Microwave studies on quantum graphs Bruno K. Meyer. native copper oxide on copper. private communication, 2013. 2013 native copper oxide on copper. private communication Denis Ullmo, Maurice Grinberg, and Steven Tomsovic. Near-integrable sys- tems: Resonances and semiclassical trace formulas. Phys. Rev. E, 54:136–152, 1996. 1996 Near-integrable systems: Resonances and semiclassical trace formulas H.-J. Stöckmann. Quantum Chaos -An Introduction. University Press, Cam- bridge, 1999. 1999 Quantum Chaos -An Introduction D. Waltner and U. Smilansky. Quantum graphs with time dependent bond lengths, 2013. Talk on DPG spring session DY 26.7, DPG Verhandlungen. Quantum graphs with time dependent bond lengths, 2013. Talk on DPG spring session DY 26 L. D. Landau and E. M. Lifshitz. Quantum Mechanics: (Nonrelativistic Theory). Quantum Mechanics: (Nonrelativistic Theory) A. Messiah. Quantum Mechanics, Volume I. North-Holland, Amsterdam, 1961. 1961 Quantum Mechanics, Volume I. North-Holland V. P. Maslov and N. V. Fedoriuk. Semi-Classical Approximation in Quantum Me- chanics. Reidel, Dordrecht, 1981. 1981 Semi-Classical Approximation in Quantum Mechanics C. Mahaux and H. A. Weidenmüller. Shell-Model Approach to Nuclear Reactions. North-Holland, Amsterdam, 1969. 1969 Shell-Model Approach to Nuclear Reactions H. P. Baltes and E. R. Hilf. Spectra of Finite Systems. BI-Wissenschaftsverlag, Mannheim, 1976. 1976 Spectra of Finite Systems T. Tudorovskiy, S. Gehler, U. Kuhl, and H.-J. Stöckmann. Time-dependent point-like perturbations. to be published, 2013. 2013 Time-dependent point-like perturbations P. A. Lee and A. Douglas Stone. Universal conductance fluctuations in metals. Phys. Rev. Lett., 55:1622–1625, 1985. 1985 Universal conductance fluctuations in metals L. Bittrich. Flooding of Regular Phase Space Islands by Chaotic States. PhD thesis, Technische Universität Dresden, 2010. XXXI Bibliography 2010 Flooding of Regular Phase Space Islands by Chaotic States P. A. Lee and T. V. Ramakrishnan. Disordered electronic systems. Rev. Mod. Phys., 57:287, 1985. 1985 Disordered electronic systems M. J. Davis and E. J. Heller. Quantum dynamical tunneling in bound states. J. Chem. Phys., 75:246, 1981. 1981 Quantum dynamical tunneling in bound states C. Dembowski, H.-D. Gräf, A. Heine, T. Hesse, H. Rehfeld, and A. Richter. First experimental test of a trace formula for billiard systems showing mixed dynamics. Phys. Rev. Lett., 86:3284, 2001. 2001 First experimental test of a trace formula for billiard systems showing mixed dynamics urn:nbn:de:hebis:04-z2013-04855 Open Microwave Systems: Tunneling, Correlations and Time-Dependent Variations In this thesis three possibilities of external influences in wave mechanical systems are analyzed. In all three cases I used microwave devices to study quantum mechanical systems. The first analyzed property is the decay rate from states in so-called regular islands in a billiard system to the chaotic sea. Afterwards I characterize the influence of open decay channels in transport through chaotic wave systems. The last topic is the introduction of a time-dependently changed microwave device. In the first chapter the decay of a wave function from one classically isolated phase space region to another is analyzed. The main interest lies on the influence of additional states corresponding to the same original phase space region. I will show that these states can lead to an enhancement of the decay rate. The decay rates are measured via an indirect absorption process, leading to an increase of the corresponding resonance widths. Alternatively to mode depending width properties, which were typically analyzed in numerical calculations, a parameter depending variation of the system is introduced to verify the demanded effect. The experimental and numerical determination of channel correlations are the subject of the second chapter. After defining the correlation function, an experimental demonstration is presented. The results of the experiment and the describing numerics show that the correlation functions are important for the characterization of universal conductance fluctuations. The last chapter deals with the realization of a periodically driven microwave system. The principal setup is a resonant circuit with a time-dependent capacity. The properties of the setup, e.g. sideband structures for different driving signals, are analyzed experimentally, theoretically and numerically. This is the first step to create a system where a huge subset of resonances is changed. The fulfilled description of the single resonance system is presented and the next steps to realizations of time-dependent driven wave mechanical systems are sketched. 2013-11-06 opus:5214 http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0485 2013 2013-09-16 In dieser Arbeit werden drei Möglichkeiten äußerer Einflüsse auf wellenmechanische Systeme analysiert. In allen drei Fällen nutze ich Mikrowellensysteme, um quantenmechanische Systeme zu simulieren. Zuerst werden Zerfallsraten von Wellenfunktionen, die in sogenannten regulären Inseln von Billard-Systemen konzentriert sind, untersucht. Danach wird der Einfluss von offenen Zerfallskanälen auf den Transport durch chaotische Wellensysteme charakterisiert. Das letzte Thema ist ein zeitlich veränderliches Mikrowellen-System. Im ersten Kapitel wird der Übergang einer Wellenfunktion eines klassisch isolierten Bereichs des korrespondierenden Phasenraums zu einem anderen analysiert. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Einfluss von zusätzlichen Zuständen des ursprünglichen Phasenraumbereichs. Es wird gezeigt, dass diese Zustände zu einer Steigerung der Zerfallsrate führen können. Die Zerfallsraten werden indirekt über Absorption gemessen, was zu einem Anstieg der entsprechenden Resonanzbreiten führt. Zusätzlich zu dem sonst üblichen modenabhängigem Tunnelverhalten, welches typischerweise in numerischen Berechnungen genutzt wird, ist eine parametrische Änderung des Systems durchgeführt worden. Dadurch wurde der Nachweis des Effekts zusätzlich untermauert. Die experimentelle und numerische Bestimmung von Kanal-Korrelationen sind Gegenstand des zweiten Kapitels. Nach der Definition der Korrelationsfunktion wird das experimentelle Modellsystem vorgestellt. Die Ergebnisse des Experiments und der sie beschreibenden Numerik zeigen, dass die Korrelationsfunktionen bei der Beschreibung der allgemeinen Leitwertfluktuationen nicht vernachlässigbar sind. Das letzte Kapitel beschäftigt sich mit der Realisierung eines periodisch angetriebenen Mikrowellen-Systems. Der prinzipielle Aufbau ist ein Schwingkreis mit einer zeitlich veränderbaren Kapazität. Analysiert werden die Eigenschaften des Systems, wie die Seitenbandstrukturen für verschiedene Treibungssignale, sowohl experimentell, als auch theoretisch und numerisch. Dies ist der erste Schritt zur Konstruktion eines Systems, in welchem ein großer Teil der Resonanzen durch einen äußeren Parameter verändert werden kann. Die vollständige Beschreibung einer einzelnen getriebenen Resonanz wird vorgestellt und die nächsten Schritte zur Realisierung von zeitabhängig getriebenen wellemechanischen Systemen werden gezeigt. Offene Mikrowellensysteme: Tunneln, Korrelationen und zeitabhängige Veränderungen ths Prof. Dr. Kuhl Ulrich Kuhl, Ulrich (Prof. Dr.) Gehler, Stefan Gehler Stefan Philipps-Universität Marburg
recordtype opus
id urn:nbn:de:hebis:04-z2013-0485
urn_str urn:nbn:de:hebis:04-z2013-04855
collection Monograph
uri_str http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2013/0485
callnumber-raw diss/z2013/0485
callnumber-search diss/z2013/0485
callnumber-sort diss/z2013/0485
callnumber-label diss z2013 0485
callnumber-first diss
callnumber-subject diss z2013
_version_ 1563293932740149248
score 9,62055