Das Bose-Einstein Kondensat

Von

Benjamin Bode und Lucas Pfennig

Voraussetzungen für das BEC

• Extrem niedrige Temperatur

• 1 milliardstes K• Einsteins

Energiequantentheorie muss gelten

Der Weg zum BEC

• Atome bei niedrigen Temperaturen verlieren Bewegung

• Bewegung der Atome = Energie

• Atome stürzen in niedrigsten Quantenzustand

Laserkühlen

• Laser=monochromatisches gleichwelliges Licht

• Laser besteht aus Photonen

• Photonen bremsten Atombewegung

• Laserlicht der richtigen Wellenlänge wird vom Atom absorbiert

• Atom gibt Photon wieder ab verliert dabei Energie

Laserkühlen

• Photon wird in 180 Grad des eintreffenden Photons emitiert

• Doppler Effekt garantiert das nur Photonen aus einer Richtung absorbiert werden

Dopplereffekt/Verschiebung

• Atomgeschwindigkeit verändert benötige Laserfrequenz

• Laser wird nachgestellt• Laserkühlung nur bis

ein millionstel Grad Kelvin

Atomfallen oder Optische Melassen

• Laser aus allen Richtungen

• Atom im Schnittpunkt gefangen

• Atome wandern noch aus der Falle

Elektromagnetische Verschiebung des Laserlichts

• geringes Magnetfeld verschiebt Laserfrequenz erneut

• Erzeugt kugelförmige Atomfalle

• Absorbierfähiges Licht nimmt nach außen hin ab

Gaszelle

• Starkes Vakuum in der Versuchskammer

• Keine anderen Atome zum Kolidieren

• Rubidiumatome als Versuchsobjekt

Verdampfungskühlen

• Zum Erreichen der benötigten Temperatur benutzt

• Gesamtenergie der Atome in Magnetfeld gefangen bleibt gleich

• Energiereichste Atome verlassen Magnetfalle

Zusammenfassung der genutzten Effekte und Apparaturen

• Vakuum• Laserkühlung mit

Dopplereffekt• Optisch Melasse• Magnetfalle• Verdampfungskühlen

Wie sieht das BEC aus?

• Kleines Atombündel• Mikroskopisch klein• Kaum ansehbar da

zugeführtes Licht =Wärme

• Nur Dunkelrotes Licht wird komplett reflektiert

Heisenberg'sche Unschärferelation

• Grundlegendes Gesetz der Quantenmechanik:– Der genaue Ort und die genaue Geschwindigkeit sind nicht

gleichzeitig feststellbar

• Wenn eines der beiden bekannt ist kann für das andere nur eine Wahrscheinlichkeit angegeben werden.

• Wenn aber die Atome im BEC die Geschwindigkeit Null haben, können sich nciht bewegen. Da sie aber die Geschwindigkeit Null haben können wir laut Unschärferelation ihren Ort nicht bestimmen . “Blitzchen!”

Was kann man mit dem BEC machen?

• Heute noch keine Verwendung

• Problematische Herstellung und Lagerung (da extrem instabil)

• Zukünftige Einsatzgebiete: Meßtechnik, Computertechnik uvm.

Quellen• http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/bec/temperature.html

• http://www.pctheory.uni-ulm.de/didactics/quantenchemie/html/GrenzF.html

• http://de.wikipedia.org/wiki/Heisenberg%27sche_Unsch%C3%A4rferelation

• http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/applets/lc2d.html

• http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=020428-l.rm

• http://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Melasse

• http://de.wikipedia.org/wiki/Laserk%C3%BChlung

• http://www.nanopicoftheday.org/2004Pics/March2004/BEC.htm

• http://www.fischer-av-medien.de/boeinst.html

ENDE

Danke fürs Aufpassen!