Mal ne Frage zu einem Experiment.
Ich glaube inzwischen ist es ja fast ein Standart-Experiment, das Laser-Kühlern von Atomen. Wie das geht ist mir klar,
Jetzt meine Frage, wie messe ich denn z.B. die Temperatur und die Anzahl der Atome oder was sonst noch so von Interesse ist in einem solchen Experiment. Wie kann ich denn Messungen bei solchen niederen Temperaturen durchführen, ohne die Atome grundlegend zu erwärmen oder zu verändern? Wird da etwa ein ganz gemeiner Quanteneffekt ausgenutzt, oder gibt’s da ne ganz einfache offensichtliche Lösung?
Nicht den blassesten Schimmer…
… hab ich bzgl. deines Problems.
Mich würde jedoch dieses Verfahren „Laser-Kühlern“ interessieren. Wie funktioniert das, was bezweckt es?
Soweit ich weis funktioniert das so:
6 Laser sind so angeordnet, das von jeder Seite in die Probe eingestrahlt wird. Die Wellenlänge der Laser ist etwas länger als die von einem Energieniveau der Atome benötigte Wellenlänge für eine Absorption einen Photons. Bewegt sich nun das Atom in Richtung eines Lasers sieht es durch den Doppler Effekt die Wellenlänger kürzer und kann nun ein Photon absorbierten. Dadurch bekommt das Atome einen Impuls in die entgegengesetzte Richtung, und wird dadurch abgekühlt.
So hab ich das auf jede fall verstanden. Ha b allerdings noch nie selbst etwas damit zu tun gehabt, deshalb entschuldige ich mich, wenn meine Beschreibung zu naive ist.
Vermutung
Da mit dieser Methode ein paar Atome auf Temperaturen
von weit unter 1K, also fast 0K gebracht werden können,
hat man sicher Probleme mit konventionellen Messmethoden.
Aber die absorbierte Energie muss ja wieder abgegeben werden.
Ich vermute, man benutzt die dabei entstehende Fluoreszenz
als Messgrösse. Es ist mit der heutigen Technik kein
Problem, einzelne Photonen zu detektieren.
Über die Dopplerverbreiterung des Fluoreszenzspektrums
kann man Aussagen über die verbleibende Bewegungsenergie
machen, die Temperatur ergibt sich dann thermodynamisch
aus der Energie nach E=1/2 kT pro Freiheitsgrad.
Als Experimentator sehe ich aber das Problem, die
sehr intensive Laserstrahlung von der schwachen Fluoreszenz
zu trennen, da sie ja zwangsläufig spektral eng benachbart sind.
Aber vielleicht haben die Kollegen das ja gut im Griff.
Wie gesagt, eine Vermutung.
Frank