Transcript of Bose-Einstein-Kondensation (BEC). Gliederung Was ist BEC? Ioffe-Pritchard Falle Evaporatives Kühlen...
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- Bose-Einstein-Kondensation (BEC)
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- Gliederung Was ist BEC? Ioffe-Pritchard Falle Evaporatives
Khlen Gross-Pitaevskii Gleichung Nachweismethode: absorption
imaging Interferenz zweier BECs Zusammenfassung
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- Was ist BEC? 20er Jahre: Vorhersage der BEC Grundvoraussetzung:
Atome sind Bosonen BEC: Alle Atome befinden sich im Grundzustand
des Systems Notwendigkeit von ultratiefen Temperaturen und
geeigneten Teilchendichten
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- Ioffe-Pritchard-Falle
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- Evaporatives Khlen Prinzip: Systematisches Entfernen der
energiereichsten Atome Laserkhlen: Mikroskopische Effekte der
einzelnen Atome wichtig Evaporatives Khlen: Wechselwirkung der
Atome entscheidend
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- Gross-Pitaevskii Gleichung Unter Bercksichtigung der
interatomaren Wechselwirkung erhlt man:
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- sonst
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- In der Falle sehen die Atome die Summe aus zwei Potentialen:
Fallenpotential (parabolisch) Wechselwirkungspotential BEC-Bereich:
Gesamtenergie konstant Auerhalb: Nur Fallenpotential
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- absorption imaging Beleuchtung der Kondensats mit nahresonantem
Laser Aufnahme eines Schattenbildes mithilfe einer CCD-Kamera
Referenzaufnahme ohne Atomwolke
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- Rasante Entwicklung in der Erforschung von BEC in den 90er
Jahren. 1995 schafften drei Gruppen die Herstellung eines BECs:
Cornell & Wieman (Rubidium) Ketterle (Natrium) Hulet (Lithium)
Alkali-Atome besitzen nur ein Valenzelektron und lassen sich gut
Laser-Khlen. 2001: Nobelpreis fr Cornell, Wieman und Ketterle.
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- Erste BEC mit Rubidiumatomen (1995) Eric A. Cornell, Carl E.
Wieman et al.
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- Woher kommt diese Anisotropie? Wechselwirkung beschleunigt
richtungsabhngig!
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- Ketterle et al. (1997) Interferenz zweier BECs
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- Interferenzstreifen Beweis fr die Kohrenz des Kondensats
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- Zusammenfassung BEC: Alle Atome im Grundzustand! Beschreibung
durch eine makroskopische Wellenfunktion Realisierung prinzipiell
mit allen Bosonen mglich (z.B. auch Exzitonen) Phasenbergang ab D =
2.612 Anisotrope Geschwindigkeitsverteilung des Kondensats
Interferenz zweier Kondensate beweist deren groe Kohrenzlnge
(Anwendung: z.B. Atomlaser)