Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 10: Atomoptik II

Q 10.9: Vortrag

Dienstag, 4. April 2000, 17:00–17:15, HS XV

Langreichweitige Lichtkräfte zwischen Atomen in einem optischen Resonator — •T. Puppe, T. Fischer, P. Maunz, P.W.H. Pinkse und G. Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching

Kräfte zwischen Atomen nehmen normalerweise mit deren Abstand ab. Dies ändert sich dramatisch, wenn die atomaren Dipole über das Lichtfeld eines Resonators gekoppelt werden.

Im Bereich der starken Kopplung spaltet die Eigenfrequenz des Systems in zwei Normalmoden auf. Der Beitrag jedes Atoms zur Aufspaltung hängt von seiner momentanen Kopplungsstärke und damit von seiner Position in der Mode ab. Die resultierende Verstimmung bezüglich des eingestrahlten Lichtes fester Frequenz bestimmt die Intensität im Resonator. Daher beeinflußt ein Atom die Lichtkräfte auf alle anderen Atome. Die Lichtkräfte ändern die räumliche Verteilung der Atome und modifizieren so das Normalmodenspektrum. Wir haben diese Viel-Atom-Kräfte am Normalmodenspektrum eines Ensembles ultrakalter Rubidiumatome in einem Hochfinesse-Resonator (F=430.000) untersucht.

Die Herleitung von Ausdrücken für Dipolkraft und Diffusion eines Atoms in Anwesenheit anderer Atome erlauben es uns, entsprechende Trajektorien zu simulieren. Die berechneten Spektren stimmen mit den gemessenen überein, wenn diese Beiträge zur Dynamik aller Atome voll berücksichtigt wird.

[1] P. Münstermann et al., "Observation of cavity-mediated long-range light forces between strongly coupled atoms", eingereicht