Dresden 2011 – wissenschaftliches Programm

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A: Fachverband Atomphysik

A 29: Ultracold Atoms: Trapping and Cooling 2 (with Q)

A 29.7: Vortrag

Freitag, 18. März 2011, 12:00–12:15, HSZ 02

Laserkühlung von dichten atomaren Alkali-Edelgas-Mischungen durch kollisionsinduzierte Fluoreszenzredistribution — •Anne Saß, Ulrich Vogl, Simon Haßelmann und Martin Weitz — Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn, Wegelerstraße 8, D-53115 Bonn

Der Grundgedanke, Materie mit Licht zu kühlen, wurde erstmals 1929 von Peter Pringsheim vorgestellt. Seither haben sich Doppler-Kühlung dünner atomarer Gase und zuletzt Anti-Stokes-Kühlung von Festkörpern als sehr erfolgreiche Anwendungen dieses Konzeptes herausgestellt. Das hier vorgestellte Verfahren der stoßinduzierten Redistributionskühlung stellt einen neuartigen Laserkühlmechanismus basierend auf atomaren Zwei-Niveau-Systemen dar. Wir berichten über Experimente zur Kühlung von Alkali-Edelgas-Mischungen in einer Hochdrucksichtzelle bei einigen hundert bar Druck. Kollisionen im dichten Gas ermöglichen die Absorption eines rot verstimmt eingestrahlten Laserstrahls, der spontane Zerfall erfolgt nah an der ungestörten Resonanz. Die so pro Kühlzyklus aus dem atomaren Ensemble extrahierte Energie liegt in der Größenordnung der thermischen Energie kT; die Dichte des gekühlten Gases ist um mehr als zehn Größenordnungen höher als die typischen Werte in Experimenten zur Doppler-Kühlung. Aktuell erreichen wir in unseren Experimenten relative Temperaturänderungen um 120 K und 527 K für unterschiedliche Alkaliatomspezies. Zukünftig gilt es, das Kühlprinzip auch auf molekulare Gase anzuwenden und die technische Anwendbarkeit des Verfahrens, etwa für Kryokühler, zu überprüfen.