BEC aus Europium-Atomen hergestellt

BEC aus Europium-Atomen hergestellt
BEC aus Europium-Atomen hergestellt

Seit der Herstellung der ersten Bose-Einstein-Kondensation (BEC) im Jahr 1995 haben Wissenschaftler Atome in BECs gekühlt und eingefangen, um verschiedene Themen in Quanten-Vielteilchensystemen zu untersuchen. Der Einschluss des Atoms bestimmt die scheinbaren Eigenschaften eines BEC. Daher sind Wissenschaftler daran interessiert, Kondensat aus möglichst vielen Atomspezies zu erzeugen. Zu diesem Zweck wurde von Yuki Miyazawa vom Tokyo Institute of Technology und Kollegen ein BEC aus Europiumatomen hergestellt.

Starke, magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkungen werden von Europiumatomen genutzt, um aufgrund ihrer ungewöhnlich symmetrischen elektronischen Struktur miteinander zu kommunizieren. Aus einer Kombination dieser Eigenschaften muss ein BEC resultieren, bei dem die spinabhängigen Wechselwirkungen von Atomen geringer sind als die Dipolwechselwirkungen – ein bisher unbekanntes Regime.

Als Ergebnis öffnet diese Entdeckung die Tür zur Entdeckung neuer Fakten über den Spin.

Um ein BEC aus Europium herzustellen, haben Miyazawa und Kollegen Europiumatome in einer optischen Falle eingeschlossen, die aus zwei gekreuzten Lasern besteht. Die Wissenschaftler verwendeten Verdunstungskühlung, um die Atome dort konzentriert zu halten, wo sich die Laser schneiden, während sie die Intensität eines der Laser verringerten.

Gruppe 5×10bildeten ein BEC mit Atomen. Miyazawa und seine Kollegen entdeckten, dass sie die Stärke dieser Verbindungen kontrollieren konnten, indem sie dem BEC ein sehr schwaches Magnetfeld hinzufügten und Techniken zur Überwachung von Wechselwirkungen zwischen Atomen im Nahbereich verwendeten. Experten zufolge wird die Einführung dieser Steuerung es Wissenschaftlern ermöglichen, brandneue BEC-Quantenphasen zu entwickeln.

Die Wissenschaftler entdeckten auch Beweise dafür, dass der Zusammenbruch des BEC und die Strukturentwicklung darin beide auf intensive dipolare Wechselwirkungen von Atomen in Bildern der räumlichen Verteilung von Atomen zurückzuführen sind. Diese Beobachtung legt nahe, dass die spinabhängigen Wechselwirkungen mit diesen dipolaren Wirkungen innerhalb des BEC konkurrieren.

Quelle: physical.aps.org/articles/v15/s157

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