Farbstofflasersystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Farbstofflasersystem ermöglichte die Laserkühlung von Natrium und damit den ersten Schritt zur Erzeugung ultrakalter Bose-Gase und der Untersuchung von Bose-Einstein-Kondensaten (BEK). Mit kalten, spin-polarisierten Atomwolken war es möglich, das Wechselwirkungspotential von Natrium mithilfe von Feshbach-Spektroskopie präzise zu vermessen. Durch sympathetisches Kühlen konnten entarteter Fermi-Gase aus Lithiumatomen erzeugt und untersucht werden. In Gemischen von Natrium- und Lithium-Atomen war es ebenfalls möglich, das Feshbach-Spektrum zu bestimmen, wobei deutliche Diskrepanzen zum bisher bekannten Modell aufgezeigt wurden. Ein neues Modell der Molekülpotentiale konnte erarbeitet und dessen Vorhersagen bestätigt werden. Das Farbstofflasersystem wurde auch zur Erzeugung speziesselektiver optischer Gitter verwendet, womit die experimentelle Umsetzung eins Zweiniveausystems von Bewegungszuständen für fermionische Lithium Atome möglich wurde. Mit diesem neuen System wurde die Dynamik der Fermionen eingetaucht in einem Bose Einstein Kondensat untersucht, wobei die Bewegung durch ein-, zwei- und dreidimensionalen Gittern eingeschränkt wurde. Damit wurde es möglich erstmals zusätzlich zur Energiedissipation auch die Dekohärenz der Bewegungszustände direkt nachzuweisen. Es konnte durch die systematische Untersuchung der Dissipation und Dekohärenz auch experimentell bestätigt werden, dass in guter Näherung ein Zweiniveausystem realisiert werden kann. Dies ist eine wichtige Grundvoraussetzung für weiterführende Experimente zur Quantendynamik kleiner Systeme, die an große Quantensysteme angekoppelt sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Feshbach spectroscopy and analysis of the interaction potentials of ultracold sodium. Phys. Rev. A 83, 042704 (2011)
S. Knoop, T. Schuster, R. Scelle, A. Trautmann, J. Appmeier, M. K. Oberthaler, E. Tiesinga and E. Tiemann
- Feshbach spectroscopy and scattering properties of ultracold Li + Na mixtures. Phys. Rev. A 85, 042721 (2012)
T. Schuster, R. Scelle, A. Trautmann, S. Knoop, M. K. Oberthaler, M. M. Haverhals, M. R. Goosen, S. J. J. M. F. Kokkelmans, and E. Tiemann
- Motional Coherence of Fermions Immersed in a Bose Gas
R. Scelle, T. Rentrop, A. Trautmann, T. Schuster, M. K. Oberthaler
