R. Walser Abteilung Quantenphysik Universität Ulm

Präsentation zum Thema: "R. Walser Abteilung Quantenphysik Universität Ulm"—  Präsentation transkript:

1 R. Walser Abteilung Quantenphysik Universität Ulm
Wie man durch konsequentes Abkühlen von “heißer Luft” den Nobelpreis erhält Die phaszinierende Physik ultra kalter Quantengase R. Walser Abteilung Quantenphysik Universität Ulm Kolloquium für Physiklehrende

2 Überblick Aufwärmrunde Frühgeschichtliches
Fangen, Kühlen, Kondensieren und wohin das alles führt: BEC 1995 Schlüsselexperimente seit 1995 mit Bosonen und Fermionen Interferenzen, Superfludität Quantisierte Wirbel, Wirbelgitter, Atomlaser Solitonen, Mottphasenübergang, Fermionische Superfluidität Zusammenfassung und Aussichten web links Kolloquium für Physiklehrende

3 Die Drei ...sind nun eigentlich 4 oder 5
Kolloquium für Physiklehrende

4 Prä-1995-Historisches der Superphänomene
Kolloquium für Physiklehrende

5 Was ist Bose-Einstein Kondesation?
Hohe Temperatur therm. Geschwindigkeit Dichte „Billiard Kugeln“ Niedrige Temperatur de-Broglie Wellenlänge „Wellenpaket“ Kolloquium für Physiklehrende

6 Bose-Einstein Kondensation „Materiewellen überlappen“ Temperatur
Kritische Temperatur Bose-Einstein Kondensation „Materiewellen überlappen“ Temperatur Reines Bose Kondesat „Riesige kohärente Materiewelle“ Kolloquium für Physiklehrende

7 Wie fängt man Atome? Magnetische Fallen
- Kolloquium für Physiklehrende

8 Wie bremst man Atome ab? Laserkühlen I
Kolloquium für Physiklehrende

9 Wie bremst man Atome ab? Verdampfungskühlen II
+ Kolloquium für Physiklehrende

10 Bose-Einstein Kondensation: harmonischen Fallen
Kolloquium für Physiklehrende

11 BEC von Rb87 am JILA C. Wieman and E.Cornell et at., Science, 269, 198 (1995) Kolloquium für Physiklehrende

12 Interferenz zweier Na BEC‘s: W. Ketterle
Kolloquium für Physiklehrende

13 Makroskopische Materiewellen interferieren!
W. Ketterle et al., Science, 275, 637 (1997) Kolloquium für Physiklehrende

14 Topologische Zustände : Quantenwirbel
M. Holland and J. Williams, Nature, 401, 568 (1999) Kolloquium für Physiklehrende

15 3-d Wirbelkristal am MIT
Kolloquium für Physiklehrende

16 Erste Atom Laser im Betrieb
Kolloquium für Physiklehrende

17 Nicht dispersive helle Solitonen: Li7
K. Strecker et al., Nature, 417, 150 (2002) Kolloquium für Physiklehrende

18 Der Nobelpreis 2001 geht an: C. Wieman, W. Ketterle und ...
Kolloquium für Physiklehrende

19 Kolloquium für Physiklehrende 17.1.06

20 Kolloquium für Physiklehrende 17.1.06

21 ... seit dem gab es 31 neue BECs
Kolloquium für Physiklehrende

22 Die Energie zweier Atome im Kasten
Die Energieverschiebung zweier Teichen im Kasten (L) mit hardcore Potential (A) reduzierte Masse Kolloquium für Physiklehrende

23 Dynamik des Erwartungswertes
Die nichtlineare Gross-Pitaevskii Gleichung Gut T=0: Dichte, Interferenz, Wirbel, kollektive Anregungsmoden Kolloquium für Physiklehrende

24 Doch was ist mit Fermionen?
Bosons Fermions Pauli Prinzip Hulet et al. (2003) Bose-Einstein condensation Quanten entartetes Fermi Gas Bose-Einstein Kondestation Kolloquium für Physiklehrende

25 Fermionische Superfluidität: 2004
k+q -k+q -k’+q’ k’+q’ k -k q q’ q’’ Momentum Spatial Fermionische Superfluidität: 2004 “BCS-Superfluid” Overlapping Pairs Edge of Fermi Surface “Crossover Regime” Clusters Smeared Fermi Surface “BEC-Superfluid” Distinct Pairs No Fermi Surface Kolloquium für Physiklehrende

26 Molekül Kondensation & Fermionische Superfluidität:
D. Jin, W. Ketterle, R. Grimm, R. Hulet, C. Salomon Jin et al. (2004) Repulsive Interactions Molecular bound states Jin et al. (2004) Fermionic condensation Attractive Interactions Many-body paired states Kolloquium für Physiklehrende

27 1.3. 2004 BEC im micro-Gravitation
Aktivitäten in Ulm Einrichtung eines neue Sonderforschungsbereiches: Quantenkontrolle maßgeschneiderter Materie BEC im micro-Gravitation Kolloquium für Physiklehrende

28 Non-equilibrium dynamics of trapped gases in controlled geometries
Dynamic control of external confinement Study non-equilibrium transition of a trapped gas through the dimensional crossover 3D 2D 1D Kolloquium für Physiklehrende

29 Ultrakalte Quantengase 
in -Gravitation Gruppen: E.M. Rasel, W. Ertmer, Universität Hannover K. Bongs, K. Sengstock, Universität Hamburg C. Lämmerzahl, Hj. Dittus, ZARM/Universität Bremen A. Peters, Humboldt-Universität Berlin T. Hänsch, J. Reichel, Max-Planck Institut, München R. Walser, W. P. Schleich, Universität Ulm Unterstützung: DLR 50 WM 0346 Kolloquium für Physiklehrende

30 Kolloquium für Physiklehrende 17.1.06

31 Zusammenfassung und Aussichten
Frühgeschichtliches Fangen, Kühlen, Kondensieren und wohin das alles führt: BEC 1995 Schlüsselexperimente: jilawww.colorado.edu/ jilawww.colorado.edu/bec/CornellGroup jilawww.colorado.edu/~jin/ cua.mit.edu/ketterle_group Aussichten Hoch aktives Forschungsgebiet: SFB, DLR, ESA Projekte ERGO: Wir brauchen kluge Köpfe!!! Kolloquium für Physiklehrende