Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pfannkuchenform verhindert den Kollaps

25.02.2008
Stuttgarter Physiker vermessen Grenze zwischen stabilen und instabilen Zuständen von Quantengasen aus Magneten

Instabilitäten von sich anziehender Materie sind in der Astrophysik seit langem bekannt und führen zu so spektakulären Ereignissen wie einer Supernova. Auch ein Gas aus lauter kleinen atomaren Magneten ist nicht stabil. Es implodiert durch die anziehende Wechselwirkung zwischen den Magneten. Die Forschergruppe von Prof. Tilman Pfau am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart hat nun das komplette Stabilitätsdiagram, das heißt die Grenze zwischen stabilen und instabilen Zuständen eines Quantengases aus Magneten vermessen und die Ergebnisse in der jüngsten Ausgabe von Nature Physics publiziert.*)


Chromatome werden durch blaue Laserstrahlen auf ein Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt. Dann entsteht ein ultrakaltes Quantengas aus atomaren Magneten. Die Montage zeigt im Hintergrund einen Ausschnitt aus dem Lasersystem, welches das Laserlicht zur Kühlung erzeugt. Im Vordergrund ist eine typische Falschfarbenfotografie einer ultrakalten Wolke gefangener Chrom Atome zu sehen. (Foto: Universität Stuttgart)

Dass sich anziehende Materie nicht stabil ist, hat jeder schon einmal erfahren, der mit einer Ansammlung von Magneten gespielt hat: sie klumpen einfach zusammen. Das gilt auch, wenn die Magneten durch ein äußeres Magnetfeld polarisiert werden. Stabil werden sie erst, wenn sie gleichzeitig in einer flachen Scheibe - Wissenschaftler sprechen von einer Pfannkuchenform - gefangen gehalten werden. Eine Kugel- oder Zigarrenform ist dagegen instabil. Dann hilft nur noch eine zusätzliche abstoßende Wechselwirkung, um das kollapsartige Zusammenklumpen zu verhindern.

Die von der Arbeitsgruppe von Prof. Tilman Pfau im Rahmen eines Projekts des transregionalen Sonderforschungsbereichs SFB/TRR21 "Control of quantum correlations in tailored matter" (Co.Co.Mat) untersuchten Quantengase aus Magneten bestehen aus ultrakalten Chromatomen, die nach einem Phasenübergang als Bose-Einstein Kondensat vorliegen. In dieser besonderen Form von Quantenmaterie können sowohl die Wechselwirkungen zwischen den Magneten als auch die einfangende Form kontrolliert eingestellt werden. Theoretische Vorhersagen zu den Grenzen zwischen stabilen und instabilen Bereichen hatte Tilman Pfau zusammen mit einer polnischen Arbeitsgruppe schon vor fast zehn Jahren publiziert. Nun ist endlich der experimentelle Nachweis gelungen, dass sich das Quantengas tatsächlich wie vorhergesagt verhält und eine Pfannkuchenform das Gas stabilisiert.

... mehr zu:
»Magnet »Quantengas

Momentan studiert die Gruppe, wie der Kollaps vonstatten geht. Da die Implosion Ähnlichkeit mit einer Supernova hat, wird sie auch als "Bose Nova" bezeichnet. Dabei werden durch die magnetische Wechselwirkung in bestimmten Parameterbereichen neue Zustände der Quantenmaterie erwartet. Ein gesteuerter Kollaps könnte aber auch genutzt werden, um Chromatome haargenau auf einer Oberfläche abzusetzen.

*) Tobias Koch, Thierry Lahaye, Jonas Metz, Bernd Fröhlich, Axel Griesmaier, Tilman Pfau: "Stabilizing a purely dipolar quantum gas against collapse", arXiv:cond-mat 0710.3643, to be published in Nature Physics (2008), DOI number 10.1038/nphys887.

Weitere Informationen bei Prof. Tilman Pfau, 5. Physikalisches Institut, Tel. 0711/685-68025, e-mail: t.pfau@physik.uni-stuttgart.de.

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-stuttgart.de

Weitere Berichte zu: Magnet Quantengas

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lasing am Limit
15.02.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Forschung für die LED-Tapete der Zukunft
15.02.2018 | Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics