Heidelberg 1999 – scientific programme
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SYBE: Symposium Laserkühlung und Bose-Einstein-Kondensation
SYBE 1: Symposium Laserkühlung und Bose-Einstein-Kondensation
SYBE 1.8: Group Report
Thursday, March 18, 1999, 12:45–13:00, ZO 1
Bose-Einstein-Kondensation von atomarem Wasserstoff — •L. Willmann, D.G. Fried, T.C. Killian, D. Landhuis, S.C. Moss, D. Kleppner und T.J. Greytak — Massachussetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
Kürzlich ist es gelungen, den Bose-Einstein-Phasenübergang von spinpolarisiertem atomarem Wasserstoff zu beobachten. Damit wurde zum erstenmal ein Nichtalkali-Atom kondensiert.
Die Atome werden in einer kryogenen Entladungsröhre bei einer Temperatur von 300mK erzeugt. Etwa 1014 Atome werden in einer magnetischen Falle gefangen. Mit Hilfe von "evaporative cooling" wird das Gas unter anwachsen der Dichte auf 1.8*1014 cm−3 bis unterhalb der kritischen Temperatur von 50µK gekühlt.
Zur Beobachtung der Kondensation dient hochauflösende 2-Photonen-Spektroskopie des 1S-2S-Übergangs. Wechselwirkungen zwischen den Atomen führen zum "cold collision frequency shift". Die resultierende Verschiebung der Übergangsfrequenz ist linear in der Dichte mit einer Proportionalitätskonstanten von -3.8(0.8)*1010 Hz cm3.
Die anomal geringe Steulänge von Wasserstoff a=0.0648nm hat zur
Folge, daß die Dichte des Bose-Kondensats um einen Faktor 20
größer ist, als die des normalen Gases. Eine der Signaturen der
Kondensation ist die sehr große Frequenzverschiebung der
1S-2S-Resonanz. Dies erlaubt, die Dichte des Kondensats zu
4.8(1.1)*1015 cm−3 zu bestimmen, was 109 Atomen oder
3% aller Atome in der Falle entspricht.