Sympathetische Kühlung von Rb- Rb-Gemischen

66 7. Monte-Carlo Simulation der Wolken-Relaxation
Energie Mißt die Gesamtenergie in der Falle durch Summation über alle Atome.
Zentrums-Intensität Zählt die Teilchen in den Zellen um das Fallenzentrum und bestimmt
so die Dichte.
Die Ergebnisse dieser Messungen werden vom Master-Programm für die Weiterverarbeitung
aufbereitet.
7.2.5. Überprüfung der Funktionsfähigkeit
Das Programm wurde gründlich auf Funktionsfähigkeit getestet. Unter anderem wurden
überprüft:
Qualität der Zufallszahlen Es wurden zwei weitere Zufallszahlen-Generatoren probeweise
implementiert und die Ergebnisse der Simulation mit verschiedenen Generatoren
verglichen. Im Rahmen der Statistik stimmten die Ergebnisse überein.
Energieerhaltung Die Gesamtenergie wurde über längere Zeiten beobachtet, bei einem einzelnen,
bei wenigen und bei vielen Atomen in der Simulation. Die Temperaturen wurden
variiert und der Effekt von Stößen überprüft. Die Energie bleibt in allen Fällen
erhalten, lediglich beim Betrieb mit dem Runge-Kutta-Algorithmus ergeben sich numerische
Fehler, die die Energie während einer typischen Simulation um einen Faktor
10 −4 ändern.
Harmonizität der Bewegung Die Position eines einzelnen Atoms wurde gegen die Zeit
aufgetragen. In allen drei Achsen ergeben sich harmonische Kurvenformen mit der
Frequenz wie erwartet gleich der eingestellten Fallenfrequenz. Für die Bewegung
durch analytische Lösung der Bewegungsgleichung ist dieser Test überflüssig.
Anfangsverteilung Es wurden Bilder der Anfangsverteilung entlang aller drei Achsen genommen.
Weder im Orts- noch im Impulsraum konnte eine Ungleichverteilung der
Atome bemerkt werden. Die Temperatur der Anfangsverteilung wurde ermittelt und
stimmt im Rahmen der Statistik mit dem jeweils eingestellten Wert überein.
Entscheidung über Stoß Die Zahl der Stöße wurde mit der a-Priori-Abschätzung verglichen.
Sind die Anfangsbedingungen so gewählt, daß die in Kapitel 7.1.3 auf Seite 62
genannten Beschränkungen erfüllt sind, stimmt die Stoßzahl mit der Theorie überein.
Isotropie der s-Wellen-Stöße Die Geschwindigkeiten vieler Atome, die vor dem Stoß alle
dieselben Parameter hatten, wurden nach einem Stoß aufgetragen. Die sich ergebende
Verteilung war kugelförmig und hatte konstante Dichte, die Stöße erfolgten also
isotrop.
Beobachtung per “Video” Eine Relaxation wurde auf Bildern festgehalten. Die Einzelbilder,
zu einem Video zusammengefaßt, entsprechen genau den Bildern des Experiments.
Simulation und Realität stimmen also so weit überein.