Polaron Physics and Phase Transitions in Light-Matter Systems ; Polaron Physik und Phasenübergänge in Licht-Materie-Systemen

This thesis deals with the physics of quantum many-body systems and is divided into two parts. The first part deals with Fermi and Bose polarons. We calculate Raman spectra for polarons and molarons in ultracold atoms, and we provide a theoretical description of the experimental realization of Bose polarons in TMDs in an optical cavity. The second part deals with phase transitions in light-matter systems. Here we consider driven-dissipative and long-range quantum systems and show that they show phases radically different from their equilibrium and short-range counterparts. ; Diese Thesis befasst sich mit Quantenvielteilchensysteme und ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil beschäftigt sich mit Fermi- und Bose-Polaronen. Wir berechnen Raman-Spektren für Polaronen und Molaronen in ultrakalten Atomen, und beschreiben theoretisch Bose-Polaronen in TMDs in einer optischen Cavity. Der zweite Teil beschäftigt sich mit Licht-Materie-Systemen. Wir zeigen, dass getrieben-dissipative und langreichweitige Quantensysteme Phasen aufweisen, die sich stark von ihren Gleichgewichts- und kurzreichweitigen Gegenstücken unterscheiden.