Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 43: Atomoptik III

Q 43.3: Vortrag

Freitag, 19. März 1999, 14:45–15:00, PH5

Vielstrahlinterferenz und der elektrische Aharonov-Bohm Effekt — •M. Weitz, M. Mei, T. Heupel und T.W. Hänsch — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching

Es soll über Experimente zur Interferometrie mit Neutralatomen berichtet werden, die auf der Interferenz von mehr als zwei Teilstrahlen beruhen. Vor kurzem konnten wir den Einfluß des elektrischen (oder auch skalaren) Aharonov-Bohm Effekts auf das Vielstrahlinterferenzsignal beobachten. Die topologische Phasenverschiebung führt hier zum Kollaps sowie zum Wiederaufleben des Interferenzsignals.

Cäsiumatome werden mit einem ersten Lichtpuls optisch in eine dunkle, kohärente Überlagerung von fünf Grundzustandsniveaus unterschiedlicher magnetischer Quantenzahl gepumpt. Nach einer Zeit T wird ein zweiter Lichtpuls eingestrahlt, der das Auslesen der relativen Phasen der Grundzustandsniveaus erlaubt. Werden die Atome zwischen den beiden Wechselwirkungen mit einem zusätzlichen, linear polarisierten Laserstrahl geeigneter Verstimmung beleuchtet, so skaliert die induzierte dynamische Stark-Verschiebung quadratisch mit der magnetischen Quantenzahl der Grundzustandsniveaus. Obwohl keine klassische Kraft auftritt, bewirkt die Kopplung des Lasers mit dem induzierten atomaren Dipol eine Aharonov-Bohm Phasenverschiebung, die für Kollaps und Wiederaufleben des Interferenzsignals verantwortlich ist. Neben dem fundamentalen Interesse könnte diese Methode wichtige Anwendungen bei der Suche nach einem permanenten Dipolmoment von Atomen finden.