Verdampfungskühlen
Okay, jetzt haben wir also eine geniale Thermosflasche. Wie kriegen wir die Atome denn kalt genug für die BEC?
Hier kommt jetzt das Verdampfungskühlen ins Spiel. Die Physik ist die Gleiche wie beim Abkühlen einer heißen Tasse Kaffee. In deinem Kaffee können die energetischsten Wassermoleküle aus der Tasse in Form von Dampf entweichen. Dabei nehmen sie ihren Anteil an der Energie mit, und die zurückbleibenden Moleküle sind kälter, weil sie Energie verloren haben. Um zur BEC zu gelangen, lässt man die energiereichsten Atome aus der Magnetfalle entweichen.
Das geht zwar ganz schön langsam, aber ich kann die Atome schneller abkühlen, wenn ich den Seitenrand der Schüssel niedriger mache.
Ja, und genau so passiert es auch bei den BEC-Experimenten. Wenn man aber den Seitenrand sehr schnell herunterzieht, dann bleiben nur wenige kalte Atome übrig. Um BEC zu erreichen, muss man die Atome nicht nur abkühlen, sondern auch dafür sorgen, dass genügend Atome in der Falle übrigbleiben. Versuch mal, den Rand der Schüssel so langsam runterzuziehen, dass in jedem Moment möglichst viele kalte Atome in der Schüssel bleiben. Genau dies muss man in den BEC-Experimenten tun. Und wenn du es hier in der richtigen Art machst, so erhältst du ein BEC.
Schau dir einen Film über eine wirkliche Wolke von Atomen, die abgekühlt werden, auf der -Seite an!
Funktioniert dieses Demonstrationsexperiment denn wirklich so wie das echte Experiment?
Na ja, im wirklichen Experiment sind die Atome natürlich kleiner, aber es gibt mehr davon, sodass sie etwa gleich oft aufeinander prallen, und sie bewegen sich auch etwa so schnell wie in der Demonstration.
Das kann nicht sein. Ich habe gehört, dass Atome mit etwa 1000 km pro Stunde fliegen, diese Kugeln aber bewegen sich nur ein paar cm in der Sekunde.
Ja, ja, aber denk dran, dass sich die Atome umso langsamer bewegen, je kälter sie werden. 1000 Kilometer pro Stunde ist die Geschwindigkeit, mit der die Atome sich bei Zimmertemperatur bewegen. Wenn sie jedoch bei weniger als einem Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt sind, dann kriechen sie etwa mit der Geschwindigkeit dieser Kugeln. Noch etwas ist anders: das Kondensat, auch "Superatom" genannt, sieht nicht so aus wie auf diesem Bild dargestellt.
Wie sieht es denn aus?
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