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Bose-Einstein Kondensation von Calcium

Seit bald fünfzehn Jahren werden Bose-Einstein-Kondensate benutzt, um grundlegende Eigenschaften von Materie und ihrer Wechselwirkung mit Licht zu untersuchen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung von Alkali-Kondensaten. Für Präzisionsexperimente bieten dagegen Kondensate aus Erdalkali-Atomen wichtige Vorteile: Die schmalen optischen Interkombinationsübergänge können in einer ganzen Klasse neuer Experimente benutzt werden, um kleinste Energieverschiebungen zu messen.

In der PTB wurde 2009 das weltweit erste Bose-Einstein-Kondensat aus einem Erdalkalielement hergestellt. Dazu wurden 4·10in einer zweistufigen magneto-optischen Falle vorgekühlte 40Ca-Atome bei 20 µK in optische Dipolfalle geladen. Durch Verdampfungskühlen konnten wir innerhalb von nur 1,5 s daraus ein entartetes Quantengas herstellen.

Absorptionsabbildung der Dichteverteilung der Atome nach 7 ms Expansion. Zu sehen ist eine thermische Atomwolke mit einem Bose-Einstein-Kondensat im Zentrum. Die radiale Fallenfrequenz beträgt beim Erreichen der kritischen Temperatur typischerweise 200 Hz, die axiale Fallenfrequenz beträgt 50 Hz.

Das BEC-Team (von links nach rechts): Oliver Appel, Sebastian Kraft, Fritz Riehle, Felix Vogt and Uwe Sterr nach Felix’ Disputation (2009).


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E-Mail: Uwe Sterr