Sympathetische Kühlung von Rb- Rb-Gemischen

6. Messung des Interspezies-Streuquerschnitts 49
6. Messung des Interspezies-Streuquerschnitts
Das Konzept des sympathetischen Kühlens funktioniert nur, wenn der Interspezies-Streuquerschnitt
zwischen dem Kühlmedium und der zu kühlenden Probe hinreichend groß ist.
Zu Beginn dieser Arbeit war der 87 Rb- 85 Rb-Streuquerschnitt σ87−85 nicht genau bekannt, es
existierte lediglich eine theoretische Vorhersage [8]. In diesem Kapitel wird die erstmalige
quantitative Messung des Interspezies-Streuquerschnitts vorgestellt [7].
Bei der Messung wird eine Atomwolke durch parametrisches Heizen aus dem thermischen
Gleichgewicht gebracht, die Temperatur Tr in den radialen Achsen steigt. Die Relaxation
zu einer neuen Gleichgewichts-Temperatur erfolgt durch s-Wellen-Stöße, bei denen Energie
zwischen den einzelnen Achsen ausgetauscht wird. Durch Messung der Relaxationszeit kann
daher auf den Streuquerschnitt zurückgeschlossen werden [41]. Das Prinzip der Meßmethode
zeigt auch Abbildung 6.1. Der mehrkomponentige Fall unterscheidet sich vom einkomponentigen
Fall nur dadurch, daß hier mehrere verschiedene Stoßarten zur Thermalisierung
der Atomwolke eines Isotops beitragen, näheres siehe Kapitel 6.3.1 auf Seite 53.
T r=Tz
T >T
r
z
T r=Tz
parametrisches
Heizen
Relaxation
Zeitkonstante τ
Abbildung 6.1.: Konzept der Stoßquerschnittsmessung. Der vorhergehende
Zustand der Wolke ist jeweils gestrichelt eingetragen.