Pulsare sind rotierende Neutronensterne, die so regelmäßige Lichtimpulse in Richtung Erde senden, dass sie mit Atomuhren konkurrieren könnten. Manchmal jedoch kommen sie aus dem Takt. Der deutsche Physiknobelpreisträger Wolfgang Ketterle hat zusammen mit Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in einem Bose-Einstein-Kondensat “Quantentornados” erzeugt, die Astronomen auch für das “Falschgehen” der Pulsare verantwortlich machen. Das berichtet die NASA.
Auf den ersten Blick haben Neutronensterne und Bose-Einstein-Kondensate wenig Gemeinsamkeiten. In Bose-Einstein-Kondensaten verschmelzen die quantenmechanischen Wellenzustände vieler einzelner Atome zu einem einzigen Superatom. Dazu müssen die Atome auf eine Temperatur nahe am absoluten Nullpunkt bei minus 273 Grad Celsius abgekühlt werden. In einem Neutronenstern ist es dagegen hundertmal heißer als im Inneren der Sonne. Bei beiden Materiezuständen handelt es sich jedoch um suprafluide Flüssigkeiten, die ohne Reibung oder Viskosität fließen.
Ketterle und seine Kollegen brachten ein Bose-Einstein-Kondensat mit Hilfe eines Laserstrahls zum Rotieren. Das ist, als ob man “einen Pingpongball durch Streicheln mit einer Feder zum Rotieren bringen würde”, erklärt Ketterle. Plötzlich erschien eine regelmäßige Anordnung von tornadoartigen Wirbeln, wie Astronomen sie schon lange im Inneren von Neutronensternen vermuten. Man glaubt, dass diese “Quantentornados” den Neutronenstern aus dem Takt bringen, wenn sie an die Kruste des Sterns stoßen.
Durch die Existenz solcher Quantentornados in Bose-Einstein-Kondensaten ist es nun möglich, das Verhalten dieser Wirbel im Labor zu erforschen. Doch Ketterle glaubt, dass er den Astronomen noch mehr helfen kann: “Wenn die Atome sich gegenseitig anziehen, kann das ganze Bose-Einstein-Kondensat kollabieren. Manche Forscher glauben, dass die Physik dabei die gleiche ist wie in einem kollabierenden Neutronenstern. Vielleicht können wir auf diese Weise einen kleinen Neutronenstern im Labor simulieren.”
Axel Tillemans
