Sympathetische Kühlung von Rb- Rb-Gemischen

7.2. Implementierung 65
sich ein Atom befindet. Jeder Zelle ist eineindeutig eine Zahl zugewiesen, um sehr schnell
entscheiden zu können, ob zwei Atome sich in derselben Zelle befinden. Die Liste der Atome
wird nach dieser Zahl sortiert, da in der sortierten Liste mögliche Stoßpaare sehr einfach
zu identifizieren sind (linearer Anstieg des Aufwands mit der Atomzahl). Bei einer nicht
sortierten Liste steigt dagegen der Aufwand quadratisch mit der Zahl der Atome an. Das
Sortieren selbst wird mit einer qsort-Implementierung durchgeführt, geht also schneller
als quadratisch mit der Atomzahl.
7.2.4. Beobachtungsmöglichkeiten
Das Programm implementiert verschiedene “Messungen”, die während der Simulation beliebig
oft Daten nehmen können.
Daten des ersten Atoms Hiermit werden Ort und Geschwindigkeit des im Speicher an erster
Stelle stehenden Atoms gemessen. Diese Funktion dient der Fehlersuche.
Statistik Diese Funktion nimmt folgende statistische Daten: Zahl der bisher stattgefunden
Stöße; Zahl der bisher überprüften, möglichen Stöße; durchschnittliche Stoßwahrscheinlichkeit;
Zahl der Fälle, in denen genau zwei Atome in einer Zelle waren und
Zahl der Fälle, in denen mehr als zwei Atome in einer Zelle waren.
Kamera Diese Messung erzeugt jeweils ein Bild der beiden Atomwolken. Die Zellen sind in
einem regelmäßigen Rechteck-Gitter angeordnet. Entlang einer der drei Achsen wird
zur Berechnung des Bildes über die Atomzahl in den Zellen summiert. Das sich ergebende
zwei-dimensionale Feld kann dann noch verkleinert werden, indem benachbarte
Felder zu einem Pixel zusammengefaßt werden. Ein Beispiel zeigt Abbildung 7.1.
(a)
(b)
Abbildung 7.1.: Simulierte Kamerabilder mit jeweils 150000 Atomen.
Die Kantenlänge der Bilder beträgt jeweils 0, 1×1 mm,
die mittlere Temperatur ist 7µK. Die Bilder unterscheiden
sich durch das Temperaturverhältnis in den
beiden dargestellten Achsen. (a) Temperaturverhältnis=1,2.
(b) Temperaturverhältnis=1,0.
Temperatur Die Temperatur auf einer Achse wird durch die Standardabweichung der Geschwindigkeit
in dieser Achse berechnet. Es gilt:
T = m
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