Diplomarbeit Peter Eiswirt (2011)

1 Grundlegende Beschreibung der
nanofaserbasierten Dipolfalle
Die Kenntnis der Funktionsweise und Eigenschaften der nanofaserbasierten Dipolfalle ist
notwendig, um die Problematik der Speicherzeitlimitierung nachvollziehen zu können. Zu
diesem Zweck wird im folgenden Abschnitt eine Einführung in diese Falle gegeben und
der Ausgangspunkt der Untersuchungen geschildert. In Kapitel 1.2 werden dann erste
konkreten Berechnungen durchgeführt, um eine Abschätzung einer möglichen Ursache
der Limitierung der Speicherzeit zu geben.
1.1 Die nanofaserbasierte Dipolfalle
Die nanofaserbasierte Dipolfalle ist eine Atomfalle, die mit Hilfe einer verjüngten Glasfaser
geeignete Laserfelder mit kalten neutralen Cäsium (Cs) Atomen wechselwirken lässt,
um diese zu fangen. Die Atomfalle bietet somit eine Schnittstelle zur quantenmechanischen
Welt der Atome, an denen geforscht oder bestehende Theorien überprüft werden
können.
1.1.1 Realisierung der nanofaserbasierten Dipolfalle
Dieser Abschnitt gibt einen kurzen Überblick über die Realisierung der nanofaserbasierten
Dipolfalle, indem die Einzelaspekte der verjüngten Glasfaser, der Wechselwirkung
von Cs-Atomen mit Lichtfeldern und des durch diese erzeugten Potentials für die Cs-
Atome erklärt werden. Für eine detaillierte Beschreibung der nanofaserbasierten Dipolfalle
sei auf die in unseren Gruppe erstellten Doktorarbeiten von G.Sague und E.Vetsch
verwiesen [12, 8].
Die verjüngten Fasern
Standardglasfasern werden in der Telekommunikation und der Forschung für die Führung
von Licht benutzt. Dabei besteht die Glasfaser aus einem dünnen Kern aus Quarzglas
und einem transparenten Mantel. Zur Lichtführung wird das Prinzip der Totalreflexion
beim Übergang von Licht von einem optisch dichten Medium in ein optisch dünnes
genutzt. Indem der Kern einen leicht höheren Brechungsindex als der Mantel erhält,
wird Licht, dass sich innerhalb des Kerns ausbreitet, immer wieder reflektiert und entlang
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