Post on 06-Apr-2015
transcript
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!