Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 7: Fallen und Kühlung I
Q 7.2: Vortrag
Montag, 15. März 1999, 14:30–14:45, AM5
Optisches Gitter mit hoher Phasenraumdichte — •R. Scheunemann, S. Friebel, F. Cataliotti, J. Walz, M. Weitz und T.W. Hänsch — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching
In optischen Gittern werden kalte Atome in periodischen Potentialtöpfen, die von interferierenden Laserstrahlen erzeugt werden, durch Dipolkräfte gebunden. Wir speichern Rubidiumatome in einem extrem weit verstimmten eindimensionalen optischen Gitter, realisiert durch eine fokusierte CO2-Laser-Stehwelle (λCO2= 10,6 µ m=1/13 λRb). Diese extreme Verstimmung führt zu einer - verglichen mit nahresonanten optischen Gittern - um mehr als eine Größenordnung größeren Gitterperiode, sowie einer Reduktion der spontanen Streurate auf nur ein Photon in 20 Minuten. Dies ermöglicht auch in einem dreidimensionalen Gitter die Speicherung mehrerer Atome pro Einheitszelle, deren Lebensdauer nur durch den Hintergrundgasdruck begrenzt ist.
Wir haben Dichte und Temperatur der Atome für das eindimensionale Gitter durch zeitaufgelöste Abbildung der Fluoreszenz auf eine CCD-Kamera bestimmt. Es ergab sich eine Dichte n ≈ 3.1· 1013 Atomen/cm3 bei einer Temperatur von T ≈ 14µ K. Alleine durch optische Kühlung wird so eine Phasenraumdichte nλdB3≈ 1/300 erreicht, welche weniger als drei Größenordnungen vom Übergang zur Bose-Einstein Kondensation entfernt ist [1,2]. Durch steilere Gitterpotentiale sollten sich zukünftig höhere Phasenraumdichten erreichen lassen. Wir stellen den Stand des Experiments vor.
[1] Friebel,D’Andrea,Walz,Weitz u. Hänsch, Phys. Rev. A 57 R20(1998)
[2] Friebel,Scheunemann,Walz,Hänsch u. Weitz, Appl. Phys. B (im Druck)