Bose-Einstein-Kondensation in magnetischen und optischen Fallen

60 Kapitel 4. Kühlung von atomaren Gasen und Fallen für neutrale Teilchen
4.10.4 Ultrakalte Kollisionen
Das Studium von Kollisionen kalter Atome ist wichtig, da solche Stöße die Lebensdauer
gekühlter Gase in Fallen verkürzen und ihre Eigenschaften verändern. Weiterhin entstehen
bei ultrakalten Kollisionen neue und unerklärte Effekte, die bisher noch nicht oder nur sehr
schlecht verstanden sind. Diese Phänomene werden untersucht, indem man einige Atome
in eine Falle einführt und dann beobachtet, wie sie durch Kollisionen wieder entweichen.
Eine andere Methode geht von der Untersuchung von Kollisionspunkten aus, an denen
dadurch zum Beispiel Ionen entstehen können.
4.10.5 Optische Pinzetten
Chu und Ashkin gelang es, 1989 neutrale Teilchen mit Größen von 0,02 bis 10 Mikrometern
in einer Dipolfalle einzufangen [32]. Da solche Fallen nur aus einem stark fokussierten
Laser bestehen, können eingefangene Teilchen dadurch leicht verschoben werden, indem
die Richtung des Laserstrahls verändert wird.
Solche “optische Pinzetten” sind sinnvoll mit optischen Mikroskopen kombinierbar, da dadurch
beispielsweise lebende Bakterien gefangen und manipuliert werden können, ohne sie
zu zerstören. Es ist sogar gelungen, Bestandteile innerhalb der Zellen zu bewegen, ohne die
Zellwand zu zerstören.
Diese Anwendungen sind besonders für die biologische Forschung interessant. Es wurden
bereits die Flimmerhaare von Bakterien, Chromosomen in Zellen oder DNS-Moleküle manipuliert.
Die Gruppe von Chu heftete mikroskopische Plastikkugeln an die Enden der DNS
und hielt sie mit zwei Lasern fest. Es gelang ihnen, die elastischen Eigenschaften der DNS
zu erforschen und ein Ende eines DNS-Moleküls an einem Objektträger festzuheften.