Laserkühlung und Verdampfungskühlen von Molekülen

• Applicant: Professor Dr. Jürgen Audretsch
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5464159

In diesem Projekt wollen wir den Kühlungsprozess eines aus zweiatomigen Molekülen bestehenden Quantengases theoretisch behandeln. Ziel ist es, experimentell relevante Vorhersagen über die Geschwindigkeit der Abkühlung und den Entartungsgrad des Quantengases zu gewinnen. Der Kühlungsmechanismus baut dabei auf den beiden folgenden Techniken auf:(i) Laserkühlung von Molekülen auf Temperauren im mK- bis µK-Bereich. Da wegen der Rotations- und Schwingungs-Niveaus in Molekülen die Techniken aus der atomaren Laserkühlung nicht direkt angewendet werden können, soll hierfür ein auf verschiedenen elektromagnetischen Feldern basierendes Schema entwickelt werden. Wir wollen dabei auch die Reabsorption spontan emittierter Photonen behandeln, die bei relativ hohen Dichten und tiefen Temperaturen relevant wird und im Vergleich zu Atomen unterschiedliche Effekte erwarten lässt.(ii) Verdampfungskühlen des vorgekühlten Quantengases. Aufbauend auf einer quantenfeldtheoretisch hergeleiteten kinetischen Gleichung soll der Kühlungsprozess für ein molekulares Gas sowie die Möglichkeit untersucht werden, ob mit der Verdampfungskühlung ein Kondensat aus Molekülen hergestellt werden kann. Die theoretische Analyse soll dabei sowohl numerisch mit einer Monte-Carlo-Simulation als auch weitgehend analytisch mit Hilfe geeigneter Näherungen durchgeführt werden.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 282: Quantengase