Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 11: Fallen und Kühlung II
Q 11.10: Vortrag
Dienstag, 4. April 2000, 17:00–17:15, HS XVI
Effiziente evaporative Kühlung von Cäsium-Atomen in der gravitooptischen Oberflächenfalle* — •D. Rychtarik, M. Hammes, V. Droujinina und Rudi Grimm — MPI für Kernphysik, Heidelberg
In der GOST konnte ein ultrakaltes Cäsiumgas erstmals evaporativ gekühlt werden. Bereits bei den ersten Experimenten wurde mit 105 Atomen im unteren Hyperfein-Grundzustand (F=3) eine Temperatur von 500 nK bei einer Peak-Dichte von 7 · 1010 cm−3 erreicht. Die Evaporation wird durch Herunterfahren des Fallenpotentials eingeleitet, indem die Verstimmung der evaneszenten Welle innerhalb von wenigen Sekunden von 5 GHz auf 150 GHz erhöht wird. Bei anfänglich 106 Atomen konnte die Phasenraumdichte nach der optischen Vorkühlung bereits um ein bis zwei Größenordnungen auf (3· 10−3)/7 erhöht werden, wobei der Faktor 1/7 bei dem bisher unpolarisierten Cs-Ensemble die Entartung des F=3-Grundzustandes berücksichtigt.
Als optische Dipolfalle erlaubt es die GOST, Cs-Atome auch als polarisiertes Ensemble im absoluten Grundzustand (F=3, mF=3) bei einem variablen Magnetfeld zu speichern. Da dann gerade depolarisierende Zwei-Körper-Stöße unterdrückt sind, die in Magnetfallen eine Bose-Einstein-Kondensation von Cäsium bisher verhindert haben, eröffnet die evaporative Kühlung in der GOST völlig neue Möglichkeiten [1], insbesondere auch durch eine kürzlich entdeckte Feshbach-Resonanz bei niedrigen Magnetfeldern [2].
* gefördert im Rahmen des Gerhard-Hess-Programms der DFG
[1] H. Engler et al., Appl. Phys. B67, 709 (1998).
[2] V.Vuletic et al., PRL 82, 1406 (1999).