Physics 2000 The Atomic Lab Bose Einstein Condensation

Wie wird ein BEC erzeugt? Eine Einführung

Man brauchte 70 Jahre, um Einsteins Vorstellung der BEC in einem Gas zu verwirklichen. Eric Cornell, Carl Wieman und ihre Mitarbeiter in Boulder, Colorado waren die ersten, die es 1995 schafften. Es gelang ihnen, indem sie Atome auf niedrigere Temperaturen, als je zuvor erreicht wurden, abkühlten. Ihre Technik benutzte Laserlicht, um zunächst die Atome zu kühlen und festzuhalten, danach wurden die Atome durch eine Technik weiter abgekühlt, die man Verdampfungskühlen oder evaporatives Kühlen nennt.


Die Appararatur sieht ziemlich einfach aus für so ein wichtiges Experiment. War das wirklich alles?

Nicht ganz. Es gab noch einen mit Geräten zur Steuerung der Laser vollbepackten Tisch, und es musste Licht mit der richtigen Farbe erzeugt werden. Und dann war da noch ein Computer und ein Haufen Elektronik, um alles zu steuern und die Messungen zu machen. Trotzdem war es im Vergleich zu anderen physikalischen Experimenten eine ziemlich einfache und billige Apparatur. Die Ausrüstung kostete nur zwischen 50,000 und 100,000 Dollar, aber hierbei ist die harte Arbeit, um alles zusammenzusetzen, nicht berücksichtigt!

Wie kalt müssen die Atome denn sein, um ein BEC zu bilden?

Unterhalb von einem millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, was eine Million mal kälter ist als die niedrigste Temperatur, die im Weltall herrscht. (Klicke hier für mehr Informationen über Temperatur)

Das ist ja wirklich cool. Wie haben sie das geschafft?

Das geht in zwei Schritten. Ungefähr so, wie wenn man einen Topf aus einem heißen Ofen nimmt, ihn zuerst an der Luft abkühlen lässt und dann in Eiswasser taucht. Hier wurden die Atome im ersten Schritt durch Bestrahlen mit einem Laser auf etwa ein zehntausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt und ihre Temperatur im zweiten Schritt durch Verdampfungskühlen weiter abgesenkt.



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