Physiker des Massachusetts Institute of Technology haben Bose-Einstein-Kondensate in ein und zwei Dimensionen erzeugt. Dies gelang durch Manipulation eines herkömmlichen dreidimensionalen Kondensates mittels Magnetfeldern und optischen Fallen. Die in dem Fachblatt Physical Review Letters abgedruckte Arbeit ist von fundamentalem Interesse für die Erforschung von Quantenphänomenen.
Ausgangspunkt des Experimentes der Gruppe von Wolfgang Ketterle war ein herkömmliches dreidimensionales Bose-Einstein-Kondensat aus Natriumatomen. Mittels starker Magnetfelder gelang es den Forschern anschließend, das Kondensat in Zigarrenform zu strecken und somit auf eine Dimension einzuschränken.
Zur Herstellung eines auf zwei Dimensionen beschränkten Kondensates benutzten die Forscher eine so genannte optische Falle. Das anfänglich dreidimensionale Kondensat wurde damit mittels Lichtstrahlen auf zwei Dimensionen beschränkt.
Diese niederdimensionalen Bose-Einstein-Kondensate ermöglichen eine Vielzahl von Experimenten in der physikalischen Grundlagenforschung. Ein besseres Verständnis grundlegender Quantenphänomene ist unter anderem die Grundlage für die Herstellung von Quantencomputern.
Werden Atome mit ganzzahligem Spin auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt, so nehmen sie alle denselben Quantenzustand ein und sind damit durch eine einzelne Wellenfunktion beschreibbar. Diesen Extremzustand der Materie bezeichnet man als Bose-Einstein-Kondensat.
Stefan Maier
