Hannover 2003 – scientific programme

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Q: Quantenoptik

Q 9: Quanteneffekte 1

Q 9.2: Talk

Monday, March 24, 2003, 14:15–14:30, F107

Kollektive Dynamik im Hochfinesseringresonator — •Thilo Elsässer, Boris Nagorny, Hendrik Richter und Andreas Hemmerich — Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Jungiusstr.9, 20355 Hamburg

Um quantenlogische Prozesse zwischen Neutralatomen zu realisieren, muss zwischen ihnen ein Wechselwirkungsmechanismus eingeführt werden. Sind die Atome in der Stehwellendipolfalle eines Hochfinesseringresonators (F=180000) gefangen, so kommt es zu gemeinsamer Wechselwirkung mit dem Lichtfeld mittels kohärenter Rayleighstreuung. Dieser Effekt wird durch die hohe Lebensdauer (9,3 µs) der gestreuten Photonen im Resonator verstärkt.

In unserem Experiment pumpen wir zwei gegenläufige Moden des Ringresonators mit jeweils 1 µW Leistung aus einem Diodenlaser, welcher mit Hilfe des Pound-Drever-Hall Verfahrens stabilisiert wird. So erhalten wir einige Millionen Rubidiumatome bei einer Verstimmung von 0,7 nm und 100 µK Fallentiefe.

Um die Wechselwirkung zu studieren, untersuchen wir die Intensität des Resonatorlichts der beiden Moden in Transmission und Reflexion. Dabei beobachten wir atomzahlabhängige Schwingungen im kHz-Bereich. Wir vergleichen die Ergebnisse mit theoretischen Arbeiten [1].

Im nächsten Schritt sollen dann kollektive Schwingungen der gefangenen Atome mittels Ramanpulsen angeregt werden, die als Bus für quantenlogische Operationen genutzt werden können [2].

[1] M.Gangl and H.Ritsch, Phys. Rev. A 61, 043405 (2000)

[2] A. Hemmerich, Phys Rev. A 60, 943 (1999)