Bose Einstein Kondensat Atome im Bose Einstein Kondensat sichtbar gemacht

Physiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz konnten die Verteilung einzelner Atome im Bose Einstein Kondensat abbilden.

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Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Mainz – Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist es gelungen, erstmals die räumliche Verteilung einzelner Atome in einem Bose Einstein Kondensat sichtbar zu machen. Bei Bose Einstein Kondensaten handelt es sich um kleine, sehr kalte Gaswolken, die aufgrund ihrer niedrigen Temperaturen nicht mehr durch die klassische Physik, sondern mit den Gesetzen der Quantenmechanik beschrieben werden müssen. Die ersten Bose Einstein Kondensate wurden 1995 von Eric A. Cornell, Carl E. Wieman und Wolfgang Ketterle erzeugt, die dafür bereits sechs Jahre später den Nobelpreis für Physik erhielten.

Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop erlaubt detaillierten Einblick

Physiker um Dr. Herwig Ott von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Arbeitsgruppe Quanten-, Atom- und Neutronenphysik (Quantum), haben nun eine neue Technik entwickelt, mit der einzelne Atome in einem Bose Einstein Kondensat abgebildet werden können. Darüber hinaus übertrifft die erreichte räumliche Auflösung der Darstellung alle bisherigen Methoden um ein Vielfaches.

Möglich wurde der Durchbruch durch den Einsatz eines hochauflösenden Rasterelektronenmikroskops (REM), das mithilfe eines sehr feinen Elektronenstrahls die ultrakalte Atomwolke abtastet und so auch kleinste Strukturen sichtbar macht. „Die Übertragung der Elektronenmikroskopie auf ultrakalte Gase war ein technisches Wagnis“, berichtet Dr. Herwig Ott, Leiter der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe, „denn hier mussten zwei sehr unterschiedliche Techniken zusammengeführt werden.“ Hinzu kommt, dass sich Atome und Moleküle anders als in Festkörpern in Gasen vollkommen frei und ungeordnet durcheinander bewegen. „Mit 150 nm Auflösung sind wir in der Lage, etwa zehnmal genauer in diese Quantenobjekte hineinzublicken, als es uns bisher möglich war“, sagte Ott.

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