TY - JOUR A1 - Albus, Alexander P. A1 - Giorgini, S. A1 - Illuminati, Fabrizio A1 - Viverit, L. T1 - Critical temperature of Bose-Einstein condensation in trapped atomic Bose-Fermi mixtures N2 - We calculate the shift in the critical temperature of Bose-Einstein condensation for a dilute Bose-Fermi mixture confined by a harmonic potential, to lowest order in both the Bose-Bose and Bose-Fermi coupling constans. The relativ importance of the effect on the critical temperature of the boson-fermion interactions is investigated as a function of the parameters of mixture. The possible relevance of the shift of the transition temperature in current experiments on trapped Bose-Fermi mixtures is discussed. Y1 - 2002 ER - TY - JOUR A1 - Albus, Alexander P. A1 - Illuminati, Fabrizio A1 - Wilkens, Martin T1 - Ground-state properties of trapped Bose-Fermi mixtures: Role of exchange correlation Y1 - 2003 ER - TY - JOUR A1 - Illuminati, Fabrizio A1 - Albus, Alexander P. T1 - High-temperature atomic superfluidity in lattice Bose-Fermi mixtures Y1 - 2004 SN - 0031-9007 ER - TY - THES A1 - Albus, Alexander P. T1 - Mixtures of Bosonic and Fermionic atoms N2 - Ziel der Arbeit war die systematische theoretische Behandlung von Gemischen aus bosonischen und fermionischen Atomen in einem Parameterbereich, der sich zur Beschreibung von aktuellen Experimenten mit ultra-kalten atomaren Gasen eignet. Zuerst wurde der Formalismus der Quantenfeldtheorie auf homogene, atomare Boson-Fermion Gemische erweitert, um grundlegende Größen wie Quasiteilchenspektren, die Grundzustandsenergie und daraus abgeleitete Größen über die Molekularfeldtheorie hinaus zu berechnen. Unter Zuhilfenahme der dieser Resultate System wurde ein Boson-Fermion Gemisch in einem Fallenpotential im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie beschrieben. Daraus konnten die Dichteprofile ermittelt werden und es ließen sich drei Bereiche im Phasendiagramm identifizieren: (i) ein Bereich eines stabilen Gemisches, (ii) ein Bereich, in dem die Spezies entmischt sind und (iii) ein Bereich, in dem das System kollabiert. Im letzten dieser drei Fällen waren Austausch--Korrelationseffekte signifikant. Weiterhin wurde die Änderung der kritischen Temperatur der Bose-Einstein-Kondensation aufgrund der Boson-Fermion-Wechselwirkung berechnet. Verursacht wird dieser Effekt von Dichtumverteilungen aufgrund der Wechselwirkung. Dann wurden Boson-Fermion Gemische in optischen Gittern betrachtet. Ein Stabilitätskriterium gegen Phasenentmischung wurde gefunden und es ließen sich Bedingungen für einen supraflüssig zu Mott-isolations Phasenübergang angeben. Diese wurden sowohl mittels einer Molekularfeldrechnung als auch numerisch im Rahmen eines Gutzwilleransatzes gefunden. Es wurden weiterhin neuartige frustrierte Grundzustände im Fall von sehr großen Gitterstärken gefunden. N2 - The theory of atomic Boson-Fermion mixtures in the dilute limit beyond mean-field is considered in this thesis. Extending the formalism of quantum field theory we derived expressions for the quasi-particle excitation spectra, the ground state energy, and related quantities for a homogenous system to first order in the dilute gas parameter. In the framework of density functional theory we could carry over the previous results to inhomogeneous systems. We then determined to density distributions for various parameter values and identified three different phase regions: (i) a stable mixed regime, (ii) a phase separated regime, and (iii) a collapsed regime. We found a significant contribution of exchange-correlation effects in the latter case. Next, we determined the shift of the Bose-Einstein condensation temperature caused by Boson-Fermion interactions in a harmonic trap due to redistribution of the density profiles. We then considered Boson-Fermion mixtures in optical lattices. We calculated the criterion for stability against phase separation, identified the Mott-insulating and superfluid regimes both, analytically within a mean-field calculation, and numerically by virtue of a Gutzwiller Ansatz. We also found new frustrated ground states in the limit of very strong lattices. ----Anmerkung: Der Autor ist Träger des durch die Physikalische Gesellschaft zu Berlin vergebenen Carl-Ramsauer-Preises 2004 für die jeweils beste Dissertation der vier Universitäten Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin und Universität Potsdam. KW - Quantendegeneriert BEK FDS ultrakalte Atome KW - quantum degenerate BEC FDS ultacold atoms Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0001065 ER - TY - JOUR A1 - Albus, Alexander P. A1 - Illuminati, Fabrizio A1 - Eisert, Jens T1 - Mixtures of bosonic and fermionic atoms in optical lattices Y1 - 2003 ER - TY - JOUR A1 - Albus, Alexander P. A1 - Gardiner, Simon A. A1 - Illuminati, Fabrizio A1 - Wilkens, Martin T1 - Quantum field theory of dilute homogeneous Bose-Fermi-mixtures at zero temperature : general formalismand beyond mean-field corrections N2 - We consider a dilute homogeneous mixture of bosons and spin-polarized fermions at zero temperature. We first construct the formal scheme for carrying out systematic perturbation theory in terms of single particle Green's functions. We introduce a new relevant object, the renormalized boson-fermion T-matrix which we determine to second order in the boson-fermion s-wave scattering length. We also discuss how to incorporate the usual boson-boson T-matrix in mean-field approximation to obtain the total ground state properties of the system. The next order term beyond mean- field stems from the boson-fermion interaction and is proportional to $a_{scriptsize BF}k_{scriptsize F}$. The total ground-state energy-density reads $E/V =epsilon_{scriptsize F} + epsilon_{scriptsize B} + (2pihbar^{2}a_{ m BF}n_{scriptsize B}n_{scriptsize F}/m) [1 + a_{scriptsize BF}k_{scriptsize F}f(delta)/pi]$. The first term is the kinetic energy of the free fermions, the second term is the boson-boson mean-field interaction, the pre-factor to the additional term is the usual mean-field contribution to the boson-fermion interaction energy, and the second term in the square brackets is the second-order correction, where $f(delta)$ is a known function of $delta= (m_{scriptsize B} - m_{scriptsize F})/(m_{scriptsize B} + m_{scriptsize F})$. We discuss the relevance of this new term, how it can be incorporated into existing theories of boson-fermion mixtures, and its importance in various parameter regimes, in particular considering mixtures of $^{6}$Li and $^{7}$Li and of $^{3}$He and $^{4}$He. Y1 - 2002 UR - http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0201102 ER -