aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Ein räumlich variierendes Magnetfeld führt zu einer effektiven Spin-
Spin-Kopplung zwischen Ionen, die in einer linearen Falle gespeichert
werden, und ermöglicht daneben deren individuelle Adressierung im Frequenzraum.
Ein Ionenkristall kann so als ein einzelnes Molekül mit einstellbaren
Kopplungskonstanten zwischen den Konstituenten betrachtet
werden [1]. Hier betrachten wir durch thermische Anregung des Ionenkristalls
verursachte Abweichungen der Spin-Spin-Kopplungskonstanten
und der Resonanzfrequenzen einzelner Ionen von ihren jeweiligen Idealwerten.
Analytische Ausdrücke, mit Hilfe der Störungstheorie hergeleitet,
werden genutzt um relevante Störungen für thermisch angeregte
Q 12 Quantengase I
171 Yb + Ionen für verschiedene Fallenkonfigurationen zu berechnen. Es
wird gezeigt, dass für passende Wahl der Fallenparameter thermisch verursachte
Variationen in den Kopplungskonstanten vernachlässigbar sind,
solange die Ionen bis zum Doppler-Limit gekühlt sind. Zusätzlich werden
bei individueller kohärenter Manipulation der Ionen auftretende Fehler
analytisch berechnet. Auch diese Fehler sind für geeignete Wahl der die
Ionenfalle charakterisierenden Parameter vernachlässigbar.
[1] F. Mintert, Chr. Wunderlich, Phys. Rev. Lett 87, 257904 (2001);
Chr. Wunderlich in Laser Physics at the Limit, Hrsg. H. Figger, D. Meschede,
C. Zimmermann, Springer Verlag, 261 (2002).
Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 225
Q 12.1 Mo 16:30 HS 225
Bose-Einstein-Kondensation von Molekülen — •Markus Bartenstein
1 , Selim Jochim 1 , Alexander Altmeyer 1 , Gerhard
Hendl 1 , Stefan Riedl 1 , Cheng Chin 1 , Johannes Hecker Denschlag
1 und Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik,
Universität Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich.
— 2 Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische
Akademie der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
Wir berichten über die Bose-Einstein-Kondensation von mehr als
10 5 Li2-Molekülen in einer optischen Falle[1]. Ausgehend von einem
Spingemisch fermionischer Lithium-Atome werden die Moleküle durch
Dreikörperrekombination während einer Verdampfungskühlung in der
Nähe einer Feshbachresonanz gebildet. Nach weiterer Kühlung bis auf
Temperaturen von etwa 100 nK kondensieren die Moleküle. Wir erreichen
reine Molekülkondensate ohne erkennbaren thermischen Untergrund mit
einer Lebensdauer von etwa 20 s. Die Eigenschaften des Kondensats werden
durch Messung von charakteristischen kollektiven Anregungen untersucht.
Weiterhin zeigen wir, wie die “mean-field”-Selbstwechselwirkung
des Kondensats durch das Magnetfeld kontrolliert werden kann.
[1] S. Jochim et al., Science, published online 13 November 2003,
10.1126/science.1093280
Q 12.2 Mo 16:45 HS 225
Vom molekularen BEC zum entarteten Fermigas — •Alexander
Altmeyer 1 , Selim Jochim 1 , Markus Bartenstein 1 , Stefan
Riedl 1 , Cheng Chin 1 , Johannes Hecker Denschlag 1 und
Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich. — 2 Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
In der Nähe einer Feshbach-Resonanz existieren verschiedene Kopplungsregimes
für Atompaare in einem ultrakalten Fermigas. Während im
Bereich positiver Streulänge ein gebundener Molekülzustand existiert,
können Atome bei negativer Streulänge schwach gekoppelte Cooper-
Paare bilden. Von besonderem Interesse sind die Verhältnisse direkt auf
der Feshbach-Resonanz. Die in diesem Übergangsbereich auftretenden
Phänomene des “BEC-BCS Crossovers” [1], der “Resonanzfluidität” [2]
und des “universalen Verhaltens”[3] stehen momentan im Fokus zahlreicher
theoretischer Betrachtungen. Wir berichten über erste Schritte
zur experimentellen Untersuchung der vorhergesagten Phänomene. Ausgehend
von einem reinen Bose-Einstein Kondensat von etwa 10 5 6 Li2
Molekülen ist uns ein kontinuierlicher und verlustfreier Übergang über
die Feshbach-Resonanz möglich, bei dem wir das Gas beobachten. Dieser
Vortrag stellt unsere aktuellen Ergebnisse aus dem Bereich zwischen
starker und schwacher Kopplung vor.
[1] z.B. A. Perali et al., cond-mat/0311309
[2] M. Holland et al., Phys. Rev. Lett. 87, 120406 (2001)
[3] H. Heiselberg, Phys. Rev. A 63, 043606 (2001)
Q 12.3 Mo 17:00 HS 225
Observation of Rb2 molecules produced from a Bose-Einstein
condensate — •Thomas Volz, Stephan Dürr, Andreas Marte,
and Gerhard Rempe — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-
Kopfermann-Strasse 1, 85748 Garching
Starting with a condensate of 87 Rb atoms, molecules were created [1] by
adiabatically sweeping the magnetic field across a Feshbach resonance located
at 1007.4 G [2, 3]. In a Stern-Gerlach experiment the molecules are
separated from the atoms by applying a magnetic-field gradient. From
the measured position of the molecules their magnetic moment is ex-
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tracted. It turns out that this quantity strongly depends on the magnetic
field, thus revealing an avoided crossing of two bound states at 1001.7 G.
It is experimentally demonstrated that this avoided crossing can be used
to trap the molecules in one dimension. Heating and loss processes that
accompany the production of molecules are investigated. Starting from
bosonic atoms, these processes impose a severe obstacle when trying to
produce a molecular BEC.
[1] S. Dürr, T. Volz, A. Marte, and G. Rempe, cond-mat/0307440.
[2] A. Marte, T. Volz, J. Schuster, S. Dürr, G. Rempe, E. G. M. van
Kempen, and B. J. Verhaar, Phys. Rev. Lett. 89, 283202 (2002).
[3] T. Volz, S. Dürr, S. Ernst, A. Marte, and G. Rempe, Phys. Rev. A
68, 010702 (2003).
Q 12.4 Mo 17:15 HS 225
Ultrakalte Moleküle aus einem Bose-Einstein-Kondensat von
Cäsium-Atomen — •Jens Herbig 1 , Tobias Kraemer 1 , Michael
Mark 1 , Tino Weber 1 , Cheng Chin 1 , Hanns-Christoph Nägerl 1
und Rudolf Grimm 1,2 — 1 Institut für Experimentalphysik, Universität
Innsbruck, Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck, Österreich. — 2 Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie
der Wissenschaften, 6020 Innsbruck, Österreich.
Der Ausgangspunkt unseres Experimentes ist ein Bose-Einstein-
Kondensat aus 100.000 Cäsium-Atomen im Zustand F=3, mF=3 [1]. Mit
Hilfe einer Feshbach-Resonanz können wir circa 20 Prozent der Atome
in einen molekularen Zustand überführen. Aufgrund des niedrigeren
magnetischen Momentes der Moleküle können sie durch Stern-Gerlach-
Separation vollständig von der atomaren Wolke getrennt werden. Dies
ermöglicht gleichzeitig eine sehr genaue Messung des magnetischen
Momentes und der Geschwindigkeitsverteilung der Moleküle [2]. Wir
messen Temperaturen von wenigen Nanokelvin, die zusammen mit der
räumlichen Verteilung der Wolke auf Phasenraumdichten > 1 schließen
lassen. In weiteren Messungen soll die Kohärenz des molekularen
Ensembles untersucht werden.
[1] T. Weber et al., Science 299, 232 (2003)
[2] J. Herbig et al., Science 301, 1510 (2003)
Q 12.5 Mo 17:30 HS 225
Erzeugung von Grundzustandsmolekülen durch Photoassoziation
in optischen Gittern. Vollständige Quantenkontrolle über
eine chemische Reaktion. — •T. Rom 1,2,3 , T. Best 1,2,3 , O. Mandel
1,2,3 , A. Widera 1,2,3 , M. Greiner 1,2,4 , T. W. Hänsch 1,2 und I.
Bloch 3,1,2 — 1 LMU München — 2 MPI für Quantenoptik, Garching —
3 Universität Mainz — 4 JILA, Boulder, CO
Ultrakalte Atome in optischen Gittern sind ein idealer Ausgangspunkt
für fundamentale quantenmechanische Experimente. In unserem Experiment
dient der Mott-Isolator-Zustand eines Quantengases aus 87 Rb-
Atomen als Ausgangspunkt für eine in allen quantenmechanischen Freiheitsgraden
kontrollierte chemische Reaktion. Auf doppelt besetzten Gitterplätzen
lassen sich durch Raman-Photoassoziation effizient Moleküle
in wohldefinierten Quantenzuständen präparieren. Neben den internen
Freiheitsgraden kontrollieren wir die quantisierte Schwerpunktsbewegung
im externen Potential und können somit Moleküle selektiv im Grundzustand
oder den angeregten Vibrationsniveaus erzeugen.
Der starke Einschluss der Teilchen an den einzelnen Gitterplätzen impliziert
hohe Photoassoziationsraten. Zudem sind Stoß- und somit Verlustprozesse
aufgrund der Isolation der Moleküle im Gitter stark unterdrückt.
Diese Vorteile machen die Photoassoziation im optischen Gitter
zu einem attraktiven Werkzeug in Hinblick auf kohärente Atom-Molekül-
Dynamik und die Erzeugung eines molekularen BEC.