• Die 1963 gegründete Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ist eine private Stiftung des bürgerlichen Rechts zur Förderung der Forschung und Ausbildung auf dem Gebiet der Naturwissenschaften.

  • Seminar im „WE-Heraeus-Hörsaal“ des Physikzentrums Bad Honnef. Die Reihe „WE-Heraeus-Seminare“ ist das Flaggschiff im Förderprogramm der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung.

  • Die Stiftung fördert Lehrerfortbildungen zur Teilchenphysik, Quantenphysik oder Astronomie, die z.B. am XLAB in Göttingen durchgeführt werden.

  • Schüler-Observatorium auf dem Dach eines Gymnasiums: An 6 identischen Teleskopen kann eine komplette Klasse Sterne und die Sonne beobachten. Ein Beitrag der Stiftung zum modernen Physikunterricht.

  • Die Stiftung initiiert und finanziert Buchproduktionen zur Verbreitung von Faktenwissen über gesellschaftlich bedeutende Themen (für SchülerInnen) sowie zur Ausbildung von LehrerInnen.

640. WE-Heraeus-Seminar

Non-Markovianity and Strong Coupling Effects in Thermodynamics

 

Vom 9. bis 13. April trafen sich in Bad Honnef 62 Physikerinnen und Physiker aus aller Welt mit dem Ziel, im Rahmen eines Seminars bisher getrennte Forschungsgebiete zusammenzuführen. Einerseits war dies die stochastische Thermodynamik. Die darin angenommene schwache Kopplung der beschriebenen Systeme an ein Markovsches Bad ermöglicht weitreichende Aussagen über die Thermodynamik fern vom Gleichgewicht. Andererseits sind in der Beschreibung offener Quantensysteme nicht-Markovsche und Starkkopplungseffekte von besonderem Interesse. Da die Kombination beider Gebiete in jüngster Zeit schon zu überraschenden Ergebnissen geführt hat, legte das Programm des Seminars großen Wert auf Freiräume für Diskussionen und Ideenaustausch.

 

Am Montag veranschaulichte Christopher Jarzynski in der Seminareröffnung eindrucksvoll, dass in stark gekoppelten Systemen die notwendige Arbeit, um ein System überhaupt erst in Kontakt mit seiner Umgebung zu bringen, für eine konsistente Formulierung der Thermodynamik berücksichtigt werden muss. Dieser Effekt ist für fragile Quantensysteme umso bedeutsamer, was auch Jens Eisert und Janet Anders berichteten. Er wirkt sich auch auf die Leistung und Effizienz von nanoskopischen Wärmekraftmaschinen aus, wobei sich erstere im Bereich starker Kopplung meist erhöhen lässt und letztere sich verringert. Heinz-Peter Breuer hat es mit einem sehr didaktischen Vortrag geschafft, nicht-Markovsche Dynamik mit einem rigoros-mathematischen Ansatz gut zu definieren, während Martin Plenio über die Genauigkeit von nicht-Markovschen Computersimulationen berichtet hat.

 

Weitere Themen des Seminars mit insgesamt 13 eingeladenen und 9 eingereichten Vorträgen waren u.a. die Berechnung der Effizienz kleinster Maschinen, verallgemeinerte Mastergleichungen, quantenkritische Wärmemaschinen und die Beschreibung von nicht-thermischen Umgebungen. Über die Vorträge hinaus hat auch die Postersitzung mit 39 Beiträgen zur konstruktiven Atmosphäre dieses Seminars beigetragen. Abgerundet wurde das Seminar durch eine Wanderung auf den 320 Meter hohen Drachenfelsen.

 

Zusammenfassend blicken wir auf einen sehr schönen Workshop mit vielen aufschlussreichen Diskussionen, neuen Projekten und positiven Rückmeldungen vieler Teilnehmer zurück. Für die einzigartigen Rahmenbedingungen und die Unterstützung möchten wir uns bei der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ganz herzlich bedanken.

 

Dr. Javier Cerrillo und Dr. Gernot Schaller, TU Berlin

Dr. Philipp Strasberg, U Luxembourg