Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 14: Nichtlineare Optik & Atomoptik

Q 14.4: Vortrag

Samstag, 5. März 2005, 09:15–09:30, HU 2002

Direkte Beobachtung nichtlinearer Tunneldynamik und Self-Trapping in einem bosonischen Josephson-Kontakt — •Michael Albiez, Rudolf Gati, Jonas Fölling, Stefan Hunsmann und Markus K. Oberthaler — Kirchhoff-Institut für Physik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 227, D-69120 -Heidelberg

Wenn die Wellenfunktionen zweier Bose-Einstein Kondensate schwach gekoppelt sind, werden Tunnel-Oszillationen der bosonischen Atome in enger Analogie zum bekannten Josephson-Effekt in Festkörpern erwartet. Aufgrund der Atom-Atom Wechselwirkung wurde ein neuer Effekt, das makroskopische „Quantum self-trapping”, vorhergesagt[1]. Wir stellen eine experimentelle Realisierung eines einzelnen Josephson-Kontaktes für ein ⁸⁷Rb Bose-Einstein Kondensates vor, das in ein optisch implementiertes Doppelmuldenpotential geladen wird. Dieses System machte die direkte Beobachtung der beiden Regime zum ersten Mal zugänglich. Für kleine anfängliche relative Besetzungszahlen wurden die erwarteten nichtlinearen Josephson-Oszillationen (in der relativen Besetzung und der relativen Phase) gemessen. Im Gegensatz dazu tritt für Besetzungsunterschiede oberhalb eines kritischen Wertes der vorhergesagte „self-trapping” Effekt auf, der sich dadurch äußert, dass die Besetzung der beiden Töpfe zeitlich konstant bleibt und die relative Phase gleichzeitig linear anwächst.

[1] Smerzi, A., Fantoni, S., Giovanazzi, S. und Shenoy, S.R. Phys .Rev. Lett. 79, 4950-4953 (1997).