Bei diesem Seminar, das vom 22. bis zum 26. Juni 2026 im Physikzentrum Bad Honnef stattfand, konnten sich die 85 Teilnehmende aus mehr als 20 Ländern davon überzeugen, dass das Gebiet ultrakalter Quantengase zurzeit im Umbruch ist: Für die Grundlagenforschung bleibt es weiterhin von Interesse, führt zunehmend aber auch zu Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien. Hierüber wurde bei 24 eingeladenen Vorträgen internationaler Experten, 6 Präsentationen engagierter Nachwuchswissenschaftler sowie 54 Postern lebhaft diskutiert.

Ein thematischer Schwerpunkt bestand darin, das vielseitige wissenschaftliche Potenzial von Kavitäten auszuloten. So wurde berichtet, dass es die Nanostrukturierung der Spiegeloberflächen von Mikrokavitäten erlaubt, beliebige Potentiallandschaften für photonische Quantengase herzustellen. Zudem lässt sich die Vielseitigkeit der Hohlraum-Quantenelektrodynamik mit der Präzision der Lasermanipulation kombinieren, um atomare Wechselwirkungen mit einstellbarer Reichweite, Form und Vorzeichen zu realisieren. Dadurch entstehen hochflexible Plattformen, die sich unter anderem zur Simulation und zum Verständnis neuartiger kollektiver Phänomene bei Quanten-Vielteilchen-Systemen verwenden lassen. So lässt sich z.B. durch Suprafluidität fermionischer Atome Supraleitung mit einstellbarer Symmetrie simulieren, bei der nicht nur konventionelle s-Wellen- sondern auch topologische p- und d-Wellen-Symmetrie auftreten kann. Zusätzlich erlauben es optische Resonatoren, kontrollierte atomare Anordnungen zur Verarbeitung von Quanteninformation herzustellen. Im Hinblick auf Quantencomputer ist aber auch eine effiziente Quantenfehlerkorrektur notwendig. Hierzu gab es Einblicke in aussichtsreiche Codes, die auf die Architektur kalter Atome zugeschnitten sind und eine hochgradig parallelisierte Quantenlogik ermöglichen.

Als weiteres Highlight wurde ein neuartiges Phasenmikroskop für Quantengase vorgestellt, das lokale Phasenprofile mit einer Auflösung von einem einzelnen Gitterplatz misst. Darüber hinaus haben erste Experimente zum Ziel, hochenergetische Eigenzustände des Hubbard-Modells zu identifizieren, die für das theoretische Verständnis von unkonventioneller Supraleitung relevant sind.

Wir danken im Namen aller Teilnehmer der WE-Heraeus-Stiftung für die tatkräftige organisatorische Unterstützung. 

Priv.-Doz. Dr. Axel Pelster, RPTU Kaiserslautern-Landau

Prof. Dr. Carlos A. R. Sá de Melo, Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA