Kære SRP vejledere i Fys A. 

Quatomic vil, i samarbejde med ScienceAtHome gerne invitere dine SRP –elever med interesse i kvantefysik til at deltage i et landsdækkende uddannelses- og forskningseksperiment. 
  ScienceAtHome har netop udviklet et nyt visualiserings program til kvantemekaniske systemer. Det er et node-baseret simuleringsværktøj, der giver brugeren hurtig og let adgang til numeriske og visuelle løsninger til behandling af typiske, og atypiske, kvantesystemer. Vi kalder programmet Composer.
 Vi vil udfordre SRP elever til at reproducere kendte resultater fra f.eks. den uendelige brønd og den harmoniske oscillator samt udforske og måske forbedre moderne forskningsproblemer som fx transport af et enkelt atom i en kvantecomputer fra artiklen "quantum computation architecture using optical tweezers" Phys. rev. A 84 032322. (som danner baggrund til udfordringer i citizen science spillet Quantum Moves).  

Figuren viser behandlingen af en bølgefunktions tidsudvikling i den uendelige brønd. Opsætningen af denne simulering ligger her. Hver kasse med spaghetti arme kaldes en node og kan let forbindes til hinanden. Hver node repræsentere en numerisk matematisk handling indenfor kvantemekanik. 
Vi stiller gerne Composer og vejledning deri til rådighed i en SRP opgave og giver her en  mulig SRP formulering:

Kvantemekanikken er en af det 20. århundredes vigtigste naturvidenskabelige erkendelser. Dens verdensbillede er fundamentalt anderledes end det klassiske verdensbillede. Du skal i dit projekt arbejde med kvantemekanik og det kvantemekaniske verdensbillede, og i den forbindelse skal du besvare spørgsmålet: Hvordan kan man transportere ét atom?

I projektet skal du 

  • Der ønskes en gennemgang af grundlæggende begreber og sammenhænge inden for kvantemekanik, herunder Hamiltonoperatorer, egenenergier og egentilstande. 
  • Vise hvordan man udregner egenværdier, egentilstande og lineare kombinationer af disse for den uendelige brønd og den harmoniske oscillator. 
  • Bevise en el. flere af de matematiske egenskaber ved egenværdi problemerne.
  • Med programmet Composer, skal du undersøge hvordan det kvantemekaniske system ændre sig for potentialet x^(2*a), hvor a er et heltal. 
  • Med programmet Composer skal du transportere et atom i et tidsudviklet potential, reproducere og måske endda forbedre fig 2 i artiklen:
    "quantum computation architecture using optical tweezers" Phys. rev. A 84 032322.  
Tirsdag den 14. noveember afholde vi en én-dags workshop i Composer på Aarhus Universitet, hvor vejledere og studerende var velkomne. En lignende workshop er i støbeskeen for den næste omgang SRP projekter.

På vegne af hele holdet i ScienceAtHome
Louise Kindt
Uddannelsesansvarlig hos 
ScienceAtHome
Aarhus universitet.
kindt@phys.au.dk