5. Oktober 2010, Aktuelles, Uni Bonn

Atom als Lichtdimmer

Physiker der Universität Bonn habe eine Art “Lichtdimmer” entwickelt, der aus einem einzigen Atom besteht. Bedient wird er über einen Laserstrahl. Möglicherweise kommen ähnliche Bauelemente künftig in der Quantenkommunikation zum Einsatz. Die Forscher berichten in der kommenden Ausgabe des Fachblatts “Physical Review Letters” über ihre Ergebnisse (http://arxiv.org/abs/1004.5348).

Eine der großen Attraktionen in Deutschlands Vorzeige-Schnellzug, dem ICE-3, ist die Glaswand zwischen Führerstand und Lounge: Sie ist normalerweise klar. Ein Knopfdruck reicht jedoch, und sie verwandelt sich – Abrakadabra – von jetzt auf gleich in undurchsichtiges Milchglas.

Quantenphysiker der Universität Bonn beherrschen einen ähnlichen Zaubertrick. Mit einem Unterschied: Sie arbeiten mit einzelnen Caesium-Atomen, die sie auf Wunsch “transparent” oder mehr oder weniger “undurchsichtig” machen.

Für ihr nun publiziertes Experiment nutzten die Forscher um Professor Dr. Dieter Meschede gewölbte Spiegel mit extrem hohem Reflexionsvermögen. Sie richteten die Spiegelflächen so aus, dass sie zueinander zeigten. Ein Lichtstrahl kann so viele hunderttausend Mal zwischen den Spiegeln hin- und hergeworfen werden.

In diesem “Lichtkäfig” platzierten sie nun ein einzelnes Caesium-Atom. Mit einem von der Seite eingestrahlten Steuerlaser veränderten sie dann ganz gezielt die Eigenschaften dieses Atoms. So konnten sie beispielsweise erreichen, dass es das Licht im Käfig passieren ließ, es abschwächte oder gar ganz abblockte – ähnlich wie ein Dimmer.

Das man Caesium als reinen An- und Ausschalter nutzen kann, haben die Bonner Forscher bereits vor einem Jahr zeigen können (siehe auch www.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/280-2009). “Jetzt können wir aber die Eigenschaften des Atoms mit unserem Steuerlaser genau so verändern, wie wir es wollen”, sagt Tobias Kampschulte vom Bonner Institut für Angewandte Physik.

Besonders freuen sich die Forscher über einen unerwarteten Effekt ihrer Versuchsanordnung: Caesium-Atome sind bei Zimmertemperatur recht quirlige Gesellen. Um sie gezielt manipulieren zu können, kühlen die Forscher die Atome daher ab, bis sie sich kaum noch bewegen. Dann greifen sie sie mit einer Art Pinzette aus Licht und halten sie am gewünschten Ort fest. Doch auch gekühlt sind die Atome noch so zappelig, dass sie sich im Schnitt nur eine knappe Sekunde festhalten lassen. Dann nehmen sie Reißaus.

Im optischen Käfig sitzt das Caesium unter dem Einfluss des Steuerlasers jedoch viel länger still – durchschnittlich 16 Sekunden. Damit bleibt den Physikern entsprechend mehr Zeit für ihre Experimente. “Unsere Versuchsanordnung scheint die Caesium-Atome weiter zu kühlen und damit länger festzuhalten”, erklärt Kampschulte. “Warum das so ist, wissen wir allerdings noch nicht genau.” (Uni Bonn)



» Diesen Artikel via Mail weiterempfehlen





Schreiben Sie einen Kommentar »



Das könnte Sie auch interessieren:
Bild: Barbara Frommann/Uni Bonn

Bonn: Stadt und Universität wollen enger zusammenarbeiten

Die Bundesstadt Bonn und die Universität Bonn wollen künftig enger zusammenarbeiten, um Wissenschaft und internationale Einrichtungen am Standort Bonn produktiv miteinander zu vernetzen. Das sieht ein Kooperationsvertrag vor, den Oberbürgermeister Jürgen Nimptsch und Rektor Prof. Dr. Jürgen Fohrmann am 09….

Bild: Rolf Müller / UKB

Prof. Andreas Müller neuer Leiter der Neonatologie am Uni-Klinikum Bonn

Prof. Dr. Andreas Müller ist neuer Leiter der Frühgeborenenmedizin am Zentrum für Kinderheilkunde des Universitätsklinikums Bonn. Als Leitender Oberarzt in der Bonner Universitäts-Neonatologie spezialisierte er sich unter anderem auf die Intensivmedizin bei Früh- und Neugeborenen. Neben der Betreuung Früh- und…

Forschungsprojekt: Mechanismen von Neurodermitis und Allergien

Grundlegende Mechanismen von Neurodermitis und Allergien untersucht ein Forscherteam des Universitätsklinikums Bonn mit Kollegen aus der Schweiz. Das Projekt wird vom Christine Kühne Center for Allergy Research and Education (CK-CARE) gefördert. In den nächsten fünf Jahren fließen mehr als zwei…

Rübenzystennematoden nutzen Sauerstoffradikale zur Nahrungsbeschaffung

Pflanzen haben im Lauf der Evolution „gelernt“, wie sie sich gegen Schmarotzer wehren können. Das Wachstum von parasitierenden Fadenwürmern unterbinden sie, indem sie mithilfe von Sauerstoffradikalen befallene Wurzelzellen absterben lassen. Rübenzystennematoden nutzen diese Abwehrstrategie des Wirts jedoch gezielt, um sich…

Uni Bonn: Neues Stipendium für Postdoktorandinnen

Postdoktorandinnen, die ein eigenständiges Forschungsvorhaben an der Universität Bonn realisieren möchten, können sich um das neue Wilhelmine Hagen-Stipendium bewerben. Es sieht drei Förderungen aus Gleichstellungs- und Fakultätsmitteln vor. Bewerbungsschluss ist der 20. Juni 2012, Beginn der Förderung am 1. Oktober…

Weitere Beiträge zum Thema: