Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 41: Poster: Fallen und Kühlung

Q 41.4: Poster

Donnerstag, 6. April 2000, 16:30–19:30, Aula

Der Effekt von Quantensprüngen auf das Fluoreszenzspektrum eines einzelnen Atoms — •V. Bühner und Chr. Tamm — Lab.4.32, Phys.-Techn. Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig

Die Fluoreszenzemission eines in einer Paul-Falle gespeicherten und optisch gekühlten ¹⁷¹Yb-Ions wird mit Hilfe eines Heterodyn-Verfahrens hochauflösend spektral analysiert. Im Unterschied zu einem früheren Experiment an Mg⁺ [1] treten bei der Laserkühlung von ¹⁷¹Yb⁺ makroskopische Dunkelzeiten in der Fluoreszenz durch Quantensprünge in ein metastabiles Niveau auf [2]. Die mittlere Länge der Dunkelzeiten ist durch die natürliche Lebensdauer des metastabilen Zustands auf 52 ms begrenzt und kann mit Hilfe eines Rückpumplasers einstellbar verkürzt werden. Durch die stochastische Modulation der Fluoreszenz ergibt sich in ihrem Spektrum eine zusätzliche lorentzförmige Komponente, die dem schmalbandigen Signal der kohärenten Streuung überlagert ist. Man erwartet, dass Breite und relative Größe der Lorentzkomponente vollständig durch die mittlere Hell- und Dunkelzeit bestimmt werden [3]. In unserem Experiment wird die Lorentzkomponente im Fluoreszenzspektrum eines ¹⁷¹Yb-Ions nachgeweisen. Die Voraussagen zur Form des Fluoreszenzspektrums werden dadurch bestätigt, dass die beobachteten Spektren im Rahmen der Messgenauigkeit mit den Spektren übereinstimmen, die anhand der in unabhängigen Messungen bestimmten mittleren Hell- und Dunkelzeiten berechnet werden. (Gefördert durch die DFG.)

[1] J.T. Höffges et al., Opt. Comm. 133, 170 (1997)

[2] D. Engelke, Chr. Tamm, Europhys. Lett. 33 347 (1996)

[3] G.C. Hegerfeldt, M.B. Plenio, Phys. Rev. A 52,3333 (1995)