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Q: Quantenoptik
Q 511: Fallen und Kühlung II
Q 511.2: Talk
Friday, March 8, 2002, 14:15–14:30, HS 22/B01
Thermisch aktivierte Übergänge zweier gespeicherter Ba+-Ionen in einem bistabilen Fallenpotential — •K. Abich, D. Reiß, A. Keil, P.E. Toschek, W. Neuhauser und Ch. Wunderlich — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg
Thermisch aktivierte Übergänge zwischen metastabilen Zuständen treten in vielen Gebieten der Physik, Chemie und Biologie auf. Schwache periodische Modulation des bistabilen Potentials synchronisiert bei geeigneter Temperatur die Übergänge über die Potentialbarriere, was als stochastische Resonanz bezeichnet wird. Wir beobachten zeitaufgelöst den Positionswechsel zweier 138Ba+-Ionen in einem bistabilen Potential in Abhängigkeit der Temperatur. Dabei sind die Ionen anhand ihrer verschiedenen elektronischen Zustände unterscheidbar: Eines der Ionen befindet sich in dem nicht fluoreszierenden metastabilen D5/2-Zustand. Das die Bewegung der Ionen bestimmende Potential und die Höhe der Barriere Δ V ist durch die Fallenfrequenzen ((ωx, ωy, ωz)= (1,003, 1,020, 1,053)× 2π MHz) und die Coulombabstoßung gegeben. Mittels Laserkühlung wird die thermische Energie der Ionen im Bereich von (0,02-0,5) × Δ V mit einer relativen Genauigkeit von 10% eingestellt. Wir beobachteten eine exponentielle Abhängigkeit der Übergangsrate von der Temperatur sowie eine stochastischen Resonanz. Weiterhin sind die Raten zwischen den beiden Minima asymmetrisch, was auf den Lichtdruck zurückzuführen ist.