Atominterferometrie mit Bose-Einstein Kondensaten in einer toroidalen Falle
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit der Arbeit sollte eine neuartige magnetische Ringfalle für kalte Atome und Quantengase realisiert werden. Diese lässt sich aufgrund ihres variablen Durchmessers sowohl als Atominterferometer als auch zur Erzeugung von ringförmigen Bose-Einstein Kondensaten nutzen. Um die hohen Anforderung an die Qualität und Präzision eines solchen Ringfallenpotentials zu erfüllen, werden die Magnetfelder von speziellen, mikrostrukturierten Chipspulen erzeugt. Diese Chipspulen stellen ein Novum dar und werden von uns selbst im Microlab der UC Berkeley hergestellt. Jedoch bereitete die Entwicklung der dafür notwendigen Technologien und Prozesse enorme Schwierigkeiten, wodurch erst zum Ende meiner Förderung ein vollständiger Satz Spulen zur Verfügung steht. Dieser, und die dazugehörige Halte- und Kühlvorrichtung hat die ersten Tests erfolgreich bestanden, und wird in Kürze in das Experiment integriert werden. Das zweite herausragende Merkmal dieses von Grund auf neuentwickelten und aufgebauten Experiments ist der gleichzeitige Betrieb mit Rubidium und Lithium Atomen. Gerade die Verwendung von Lithium stellte eine grosse Herausforderung dar, da von keiner Seite Erfahrung mit diesem Element vorhanden war und musste deshalb mit viel Lehrgeld in Form von zeitlichen Rückschlägen bezahlt werden. Inzwischen ist die stabile Produktion von kalten Rubidium und Lithium Atomen standardmässig möglich. Leider ist es nicht gelungen innerhalb der Förderdauer ein, wenn auch anspruchsvolles, funktionsfähiges Experiment zu entwickeln und aufzubauen. Die Anstrengungen werden aber von den Doktoranden weitergeführt und sollten in Kürze zum erfolgreichen Betrieb eines äusserst vielseitigen Ringfallen-Experiments führen, von dem in Zukunft, über einen Zeitraum von etwa 10 Jahren sicher interessante wissenschaftliche Resultate zu erwarten sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- “Two-element Zeeman slower for rubidium and lithium” Phys. Rev. A 81, 043424 (2010)
G. Edward Marti, Ryan Olf, Enrico Vogt, Anton Öttl, and Dan M. Stamper-Kurn
