Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Tokyo Institute of Technology hat ein neues Verfahren zur Herstellung fokussierter Strahlen aus kalten Atomen entwickelt. Dabei werden die Atome einer Gaswolke in einer magneto-optischen Falle durch einen an einem Trichter total reflektierten Lichtstrahl gebündelt. Die Arbeit der Forscher wird in einer kommenden Ausgabe der Fachzeitschrift “Applied Physics Letters” veröffentlicht.
In dem Experiment von Akifumi Takamiazwa und seinen Kollegen wurden Gasatome zunächst mittels einer magneto-optischen Falle ? bestehend aus kräftigen Magnetspulen und zur Kühlung eingesetzten Laserstrahlen ? in einem Behälter in Form einer Wolke festgehalten. Die Atome sanken dann aufgrund der Schwerkraft auf einen am Boden des Behälters angebrachten Glastrichter zu, der zudem von einem weiteren Laserstrahl durchsetzt war (siehe
Bild).
Dieser Laserstrahl wurde in einem sehr kleinen Winkel zur Trichterachse durch den Glaskörper geleitet, so dass er an dessen Grenzflächen total reflektiert wurde. Daher drang nur ein sehr kleiner Bereich in das angrenzende Vakuum ein ? die Intensität des Strahls fiel dort innerhalb von nur wenigen Wellenlängen auf praktisch Null ab.
Wie sich herausstellte, konnte mit dieser Anordnung die ursprünglich etwa 2 Millimeter große Atomwolke auf einen Durchmesser von nur etwa 200 Mikrometern fokussiert werden. Der Atomstrahl trat dann durch eine kleine Öffnung am Boden des Behälters aus. Die Forscher wollen nun versuchen, den Strahl auf eine noch kleinere Breite zu fokussieren, mit dem Ziel, auf diese Weise einzelne Atome kontrolliert aus der Falle austreten zu lassen.
Stefan Maier
