Geladene Fremdatome in einem ultrakalten Atomgas (A08)

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486344

Wir möchten die Dynamik eines einzelnen, atomaren Ions untersuchen, das in einem Gas ultrakalter, neutraler Atome eingetaucht ist. Das Ion wird dabei in einer linearen Paulfalle gehalten, während das Atomgas in einer optischen Dipolfalle gefangen wird. Wir haben im Wesentlichen zwei Forschungsziele. Zum einen möchten wir Polaron-Physik untersuchen in einem Regime signifikant stärkerer Kopplung als im Vergleich zu anderen bisherigen Realisierungen. Die starke Kopplung ist Resultat des langreichweitigen, anziehenden 1/r4 Polarisations-Potenzial zwischen Ion und Atom. Zum anderen möchten wir erstmals den Dekohärenz-Prozess eines einzelnen Fremdatoms untersuchen, das über Stöße an ein Bad kalter Atome gekoppelt ist. Um das für beide Experimente erforderliche ultrakalte Regime zu erreichen, müssen zunächst noch einige offene Fragen zur Dynamik der Atom-Ion Kollisionen in einer Paul-Falle geklärt werden. Weiterhin möchten wir Atom-Ion Feshbachresonanzen nachweisen, um damit im Anschluss die Atom-Ion Wechselwirkung zu kontrollieren.

• DFG-Verfahren: Transregios
• Teilprojekt zu: TRR 21: Quantenkontrolle in maßgeschneiderter Materie: Gemeinsame Perspektiven von mesoskopischen Systemen und Quantengasen
• Antragstellende Institution: Universität Stuttgart
• Mitantragstellende Institution: Universität Ulm
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Johannes Hecker Denschlag